Termodinamica

1) BREVE HISTORIA DE LA TERMODINÁMICA:

2) SISTEMA TERMODINÁMICO:

a) Condiciones de un gas ideal:

Es aquel cuyas moléculas no interaccionan entre sí a distancia y tienen dimensiones propias infinitamente pequeñas.

Sus moléculas al chocar entre sí y con las paredes del recipiente en el que se encuentran, se comportan como esferas perfectamente elásticas (su energía cinética no cambia).

Su energía interna es igual a la sumatoria de la energía cinética promedio de cada molécula.

3) ECUACIÓN DEL ESTADO TERMODINÁMICO:

Relaciona los parámetros, presión (P), volumen (V) y temperatura (T), de una gas ideal en estado de equilibrio termodinámico.

P .V= η .R .T

Donde:

P: Presión (pascal = 1 N/m^2 )

V: Volumen (m^3)

η: Cantidad de sustancia (mol)

R: Constante universal de los gases

T: Temperatura absoluta

4) ENERGÍA INTERNA DE UN GAS IDEAL (U)

La energía interna es igual a la sumatoria de la energía cinética de traslación, vibración y rotación de todas las moléculas que componen determinada masa de gas ideal.

U= ∑▒{E_K (traslación)+ E_k (vibración)+ E_K (rotación)}

La energía interna, para un gas monoatómico formado por “η” moles es:

U= 3/2.η .R.T

La energía interna, para un gas biatómico formado por “η” moles es:

U= 5/2 .η .R .T

Para los casos anteriores:

U: Energía interna (J)

η: Cantidad de sustancia (mol)

R: Constante universal

T: Temperatura (K)

En todo proceso termodinámico, la variación de la energía interna, no depende de los estados intermedios, sino solamente delos estado inicial y final.

△U= U_2- U_1

Donde:

U_1: Energía interna inicial

U_2: Energía interna final

La variación de la energía interna depende sólo de las temperaturas inicial y final, T_1 y T_2 respectivamente.

ΔU= 3/2.η.R.(T_2-T_1)

Donde:

T_1: Temperatura inicial

T_2: Temperatura final

η: Cantidad de sustancia (mol)

R: Constante universal

5) PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA:

Del principio de conservación de la energía se cumple que:

“En todo proceso termodinámico se cumple que la cantidad de calor entregado o sustraído a un sistema, es igual al trabajo realizado por o sobre el sistema, más el cambio de la energía interna experimentado por el sistema”.

Q=W+ ΔU

Donde:

Q (+): Calor entregado al sistema

Q (-): Calor liberado por el sistema

W (+): Trabajo realizado por el sistema

W (-): Trabajo realizado sobre el sistema

ΔU (+): Aumenta la temperatura del sistema

ΔU (-): Disminuye la temperatura del sistema

6) PROCESOS TERMODINÁMICOS:

a) Proceso Isobárico: (P = constante)

Es el proceso termodinámico realizado por el sistema (gas ideal), en donde cambia de un estado cambia de un estado (1) hasta un estado (2), manteniendo constante la presión, para lo cual recibe o libera calor. Durante el proceso realiza trabajo y modifica su energía interna, por consiguiente caría su temperatura.

* Cantidad de calor entregado: Q= η .C_p .ΔT

Donde: η= m/M

m: Masa de la sustancia gaseosa

M: Masa molecular de la

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