Termodinamica

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULARPARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSIDAD POLICTENICA TERRITORIAL“LUDOVICO SILVA”

PUNTA DE MATA - EDO MONAGAS.

PROFESOR: BACHILLERES:

MARCOS PERÈZ RIVERO YUDITH.

PAJARERO SONIA.

GUILARTE LUIS.

HIGIENE Y SEGURIDAD LABORAL SECCIÓN 2.

PUNTA DE MATA 23 DE MARZO DEL 2015

INTRODUCCIÒN

La termodinámica es la parte de la física que trata de los fenómenos relacionados con la energía térmica y de las leyes (que a continuación se detallaran) que rigen su transformación en otro tipo de energía. La variación de energía térmica acumulada en un medio en un proceso de calentamiento o de enfriamiento se obtiene como el producto de la masa del medio, por su calor específico y por el salto térmico. Pero no toda la energía térmica almacenada en un medio es utilizable.

El desarrollo tecnológico ha sido el elemento básico que ha permitido al hombre utilizar nuevas fuentes de energía de manera cada vez más eficiente. Pero este progreso también tiene sus límites, Junto con la Revolución Industrial y la máquina de vapor la aparición de una nueva rama de la física supuso un impulso fundamental al desarrollo tecnológico y a la comprensión de las leyes que gobiernan los intercambios de energía. Esta nueva rama, que inició su camino estudiando el calor y la obtención de trabajo que podía obtenerse a partir del mismo, es la Termodinámica.

1. DEFINICION TERMODINAMICA Y ENERGIA.

TERMODINAMICA: Es la disciplina que dentro de la ciencia madre, la Física, se ocupa del estudio de las relaciones que se establecen entre el calor y el resto de las formas de energía. Entre otras cuestiones la termodinámica se ocupa de analizar los efectos que producen los cambios de magnitudes tales como: la temperatura, la densidad, la presión, la masa, el volumen, en los sistemas y a un nivel macroscópico.

ENERGIA: Es el fundamento del primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo. Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la suma de la energía mecánica, la energía calorífica, la energía electromagnética, y otros tipos de energía potencial es un número constante.

Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica en función del movimiento de la materia, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella, la energía térmica según su capacidad calorífica, y la energía química según la composición química.

2. AREAS DE APLICACIÓN DE LA TERMODINAMICA.

La termodinámica es útil para todo. Para empezar hay que delimitar a qué se dedica la termodinámica:

 La termodinámica se ocupa de los intercambios energéticos entre los sistemas.

 La termodinámica establece la espontaneidad de los procesos que se dan entre los sistemas.

 La termodinámica es una rama de la física puramente empírica, por lo tanto sus aseveraciones son en cierto sentido absolutas.

 Las utilidades, además de las ya comentadas se pueden agrupar en los siguientes campos esenciales (bajo mi punto de vista).

 El estudio del rendimiento de reacciones energéticas.

 El estudio de la viabilidad de reacciones químicas.

 El estudio de las propiedades térmicas de los sistemas (como ya han comentado dilataciones, contracciones y cambios de fase).

 Establece rangos delimitados de los procesos posibles en función de leyes negativas.

 La termodinámica describe los sistemas con un conjunto reducido de variables, las conocidas como variables de estado, sin entrar en la estructura interna o las teorías fundamentales subyacentes.

3. SISTEMA DE VOLUMEN DE CONTROL.

Se considera un volumen de control cuya frontera se indica por la línea gruesa de la Figura 5.1. En el proceso que tiene lugar entre los instantes, la frontera del sistema puede modificar su posición y su forma. Escogemos un sistema cerrado, delimitado por el área punteada, que coincide con el volumen de control en el instante inicial, más una cierta cantidad (me) que aún no ha entrado. Tras un cierto tiempo la fracción me acaba por entrar totalmente en el volumen de control, pero otra cantidad (ms) ha salido de él. Ha habido un flujo de materia a través de la frontera

.

4. PROPIEDADES DE UN SISTEMA.

Las propiedades de un sistema se diferencian en dos grupos:

1) Propiedades Intensivas: Son aquellas que no dependen de la masa del sistema, como son, temperatura, presión y densidad. Es decir, si pudiéramos aislar muchas partes del sistema y pudiéramos medir estas propiedades en dichas partes tendríamos siempre la misma medida. Por ejemplo, si estamos midiendo densidad no importa si tomamos un poco de masa o mucha porque de todas formas va a ser la misma densidad en ambos casos ya que esta no depende de la cantidad de masa a la cual midamos densidad sino de la cantidad que exista de ella en cierta cantidad de volumen, la cual permanece siempre constante.

2) Propiedades extensivas: Son aquellas que dependen de la masa o extensión del sistema como son la misma masa y el volumen. Si medimos la propiedad masa de un sistema tendremos que si medimos cierta cantidad de masa tendremos cierta medida, pero si duplicamos la cantidad de masa tendremos también el doble en la medición, es decir, la medida de la masa depende de la cantidad, propiedad extensiva.

5. DENSIDAD Y (DENSIDAD RELATIVA).

Densidad: Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes (convergiendo hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendo la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos esos volúmenes:

La unidad es kg/m³ en el SI.

Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.

Densidad Relativa: Es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. La densidad relativa es sin unidades, ya que queda definida como el cociente de dos densidades.

Su fórmula se expresa de la siguiente manera;

D= ᵨsust g/m / ᵨsust g/m

Por lo general la densidad que se utiliza como constante es la del agua, que como ya sabemos en m3 es igual a 1000.

Aplicación.

Calcular la densidad relativa del hierro que tiene como masa 432g y un volumen de 60cm3.

Bueno primero calculamos su densidad absoluta;

ᵨ=m/v

ᵨ= 432g/60cm3

ᵨ=7.2g/cm3

Teniendo esto pues ya tenemos las dos densidades que se necesitan para llevar a cabo esta operación ya que la otra densidad a ocupar es la del agua la cual vale;

ᵨh2o=1g/cm3

Teniendo esto solo sustituimos en la fórmula de densidad relativa;

ᵨ=7.2g/cm^3/ᵨh2o=1g/cm^3

D=7.2

Así llegamos al resultado.

Se puede jugar con los diversos cuestionamientos que se pueden hacer en este caso como por ejemplo pedir el volumen, masa, el peso , la densidad absoluta si se diera esto despejaríamos de la manera ya explicada con anterioridad cada una de las fórmulas.

Ahora resolveremos problemas más complejos respecto a este tema para lograr tener un mayor entendimiento.

El ácido de los acumuladores tiene una densidad relativa de 1.285 y el 38% de su peso pertenece al ácido sulfúrico de los acumuladores.

¿Cuál es la masa del ácido sulfúrico que se encuentra contenido en 1litro del ácido del acumulador?

W=38% de ácido

Tenemos un litro de ácido de acumulador.

Pasemos a convertir las unidades para poder trabajar con las igualdades correctas.

1litro= 1000mililitros

38% de 1000 mililitros es 38 de cada 100 por lo tanto nos da 380 mililitros.

Ahora veamos que formula tenemos que utilizar para poder despejar el dato que se nos pide (masa).

D=m/v

VD=m

(380ml)(1285)=m

M=488g

D= 1285

6. PROCESOS Y CICLOS (PROCESO DE FLUJO ESTABLE).

Cualquier cambio de un estado de equilibrio a otro experimentado por un sistema es un proceso, y la serie de estados por los que pasa un sistema durante este proceso es una trayectoria del

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