Termodinámica

Introducción:

A continuación la presente experiencia tiene el fin de familiarizarnos con el primer principio de la termodinámica y llegar a comprobarlo de manera correcta. La característica principal del trabajo es conocer bien los conceptos y fórmulas que se piensan utilizar, además de comprender de una buena manera cómo se cumple la primera ley ya mencionada, uno de estos conceptos a utilizar es la energía, que es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo, en este caso de mover un pequeño molinillo, se debe conocer igualmente la ley de la conservación de la energía o primer principio de la termodinámica, que establece que esta se puede convertir de una forma a otra (o ser transferida), pero no se puede crear ni destruir. La energía puede ser transmitida en forma de trabajo (método de transferencia de energía de un sistema mecánico a otro), o en forma de calor (debido a cambios en la temperatura) esto se observará en el experimento ya mencionado. La máquina térmica o motor térmico es un dispositivo mecánico que trabaja con un sistema termodinámico que evoluciona cíclicamente absorbiendo calor y realizando trabajo.

Objetivos:

Objetivos específicos:

1- Dar a conocer la primera ley de la termodinámica y facilitar su entendimiento con un experimento de máquina térmica simple.

2- Demostrar por medio de fórmulas simples el trabajo realizado por el vapor que generará en este caso el agua.

Objetivo General:

1- Comprender de manera correcta el primer principio de la termodinámica o ley de la conservación de la energía teniendo como ejemplo una máquina térmica simple y la utilización de fórmulas.

Marco teórico:

-Máquinas térmicas:

Una máquina térmica es un dispositivo que convierte la energía térmica en trabajo mecánico. La máquina de vapor y el motor de gasolina de los automóviles son ejemplos. La máquina térmica no debe sufrir ninguna variación permanente, después de su utilización debe quedar como en el inicio. El proceso a partir por el cual se produce el trabajo se llama ciclo. El ciclo de una máquina térmica es siempre un ciclo cerrado. En general la máquina absorberá o perderá calor durante las diversas etapas del ciclo del trabajo.

-Primer principio de la termodinámica:

. Esta primera ley, y la más importante de todas, también conocida como principio de conservación de la energía, dice: "La energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro".

La primera ley de la termodinámica da una definición precisa del calor, y lo identifica como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia material.

Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades llamadas calorías, y el trabajo o energía, medidos en julios, eran completamente equivalentes. Una caloría equivale a 4,186 julios.

-Calorimetría: La calorimetría es la ciencia de medir el calor de las reacciones químicas o de los cambios físicos. El instrumento utilizado en calorimetría se denomina calorímetro. La palabra calorimetría deriva del latino "calor". El científico escocés Joseph Black fue el primero en reconocer la distinción entre calor y temperatura, por esto se lo considera el fundador de calorimetría.

Fue mediante calorimetría que Joule calculó el equivalente mecánico del calor demostrando con sus experiencias que 4.18 J de cualquier tipo de energía equivalen a 1 caloría.

La calorimetría indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos mediante su producción de dióxido de carbono y de los residuos de nitrógeno (frecuentemente amoníaco en organismos acuáticos o, también, urea en los terrestres). Antoine de Lavoisier indicó en 1780 que la producción de calor puede ser calculada por el consumo de oxígeno de los animales. Naturalmente, el calor generado por los organismos vivos también puede ser medido por calorimetría directa, en la cual el organismo entero es colocado en el interior del calorímetro para hacer las mediciones.

-Termodinámica:

La termodinámica (del griego termo, que significa "calor" y dinámico, que significa "fuerza") es una rama de la

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