Termodinámica
• Del griego θερμo, termo, que
significa «calor» y δύναμις, dínamis, que significa «fuerza»
•
Es
la ciencia que estudia la medición del calor, buscando explicar sus propiedades
generales
•
Aprovechando
los conocimientos de la química atómica, y de la física mecánica
LEY CERO
• La energía térmica fluye
espontáneamente desde un objeto más caliente a uno más frio. Pero NO en sentido
inverso.
PRIMERA LEY
• Toda cantidad de energía térmica «q»
entregada o absorbida por un sistema aparecerá como un incremento de energía
interna ∆U del sistema y/o como un trabajo W efectuado por el
sistema sobre sus alrededores
Segunda Ley
• Ninguna máquina que funcione con
calor, puede transformar toda la energía consumida en trabajo útil.
• Trabajo mecánico es energía ejercida sobre un sistema,
como una fuerza que produce un desplazamiento
• Trabajo realizado por un fluido ( presión
constante)
W=P ∆V = P(V2 – V1)
1 atm = 1x105 Pa
CALOR EESPECÍFICO
• Calor
específico será la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de toda su masa ya sea
en un grado kelvin o en un grado celsius
Para el caso de un sistema
termodinámico cerrado que trabaja con un gas a presión constante, que
asumiremos con función ideal
• Este
calor específico dependerá de la temperatura ambiente
• q
=mc ∆T
• q=
m c (Tf- Ti)
PROCESOS
TÉRMICOS DE LOS GASES
PROCESO ISOBÁRICOS
• Proceso
que sucede a presión constante, donde el trabajo W, el calor q y el cambio de
energía interna se pueden determinar por las siguientes expresiones:
• q
= mCp (t2-t1)
• q
= nCp (t2-t1)
• La
cantidad de energía interna es igual a
• ∆U
=mCp (t2-t1)
• PROCESO
ISOVOLUMÉTRICO O ISOCÓRICO
• Cuando
un gas experimenta cambios a volumen constante, entonces no realiza ningún
trabajo de acuerdo a la definición de trabajo
• W
= 0
• q=
∆U
• ∆U
=mCp (t2-t1)
• Si
no existe variación de la temperatura, dentro de un sistema, entonces no existe
variación de la energía interna, y la cantidad de calor suministrada al gas, se
utilizaría para realizar un trabajo que expande el gas de Vi a Vf
• R
constante universal de los gases
• W
=p1V1LnV2
V1
Pv
=nRT
Entonces
• W
= nRT V1LnV2
V1