Transferencia de calor y Equilibrio térmico

Transferencia de calor y Equilibrio térmico

El equilibrio térmico es un fenómeno termodinámico que tiene cabida dentro de un sistema inicialmente separado y con temperaturas iniciales distintas que se ponen en contacto, ya sea directamente o por medio de un conductor y que, tras un tiempo determinado, permite que los dos cuerpos lleguen a tener una misma temperatura.

[pic 1]

Figura 1: Equilibrio Térmico de 2 cuerpos en contacto.

Este fenómeno se rige por la universal primera ley de la termodinámica, la cual enuncia que la energía interna de un sistema cerrado se conserva, esto, en complemento con la ley cero, que enuncia que los elementos dentro de un sistema cerrado siempre terminaran teniendo la misma temperatura permite establecer que el equilibrio químico es el destino de todo sistema cerrado.

Las ecuaciones que rigen este fenómeno son las mismas que para el de transferencia de calor, esto debido a que, la forma de ceder temperatura de un cuerpo a otro es mediante la trasferencia de calor (siempre desde el cuerpo más caliente hacia el más frio), por lo cual, la cantidad de calor perdido debe ser igual a la cantidad de calor ganado por el otro, así pues, se puede modular esta trasferencia como se muestra a continuación:

Donde Q es el calor transferido, m la masa del objeto,  es el calor especifico de la sustancia (el cual es único para cada objeto y depende del material), y  es el cambio de temperatura provocado.

Ejemplo de maquina térmica: El navío a vapor.

[pic 2]

[pic 3]Este sistema utilizado en la antigüedad consistía en un vehículo de carácter marítimo propulsado por un motor que funciona a base de vapor. Este tipo de motores, si bien es verdad que están en desuso, poseen una gran versatilidad, ya que son capaces de generar vapor con distintas fuentes de energía, tales como la leña o el carbón. Por otra parte, también se dio un motor de gasóleo, aunque no experimentó una gran acogida por su escasa eficiencia.

Se considera el navío a por como una maquina térmica debido a que este barco de vapor surge de la invención de la máquina de vapor. Se denomina máquina de vapor al ferrocarril que funcionaba propulsado con un motor de vapor, por lo que, cuando procedemos con la inserción de este motor a un barco, se denomina a esta nave ‘barco de vapor’. Este tipo de barcos fue sustituyendo a los tradicionales barcos de vela.

Bibliografía

Coluccio, E. (2021). Equilibrio Químico. Khan Academy. https://concepto.de/equilibrio-termico/

Coluccio, E. (2021). Leyes de la termodinámica. Khan Academy. https://concepto.de/leyes-de-la-termodinamica/

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