Probabilidad
Enviado por qepdyece • 12 de Septiembre de 2013 • 1.997 Palabras (8 Páginas) • 262 Visitas
NTRODUCCION
La Termodinámica es el estudio de las propiedades de sistemas de gran escala en equilibrio en las que la temperatura es una variable importante.
La Termodinámica se ocupa de estudiar procesos y propiedades macroscópicas de la materia y no contiene ninguna teoría de la materia. Por lo tanto no nos dice nada acerca de la estructura de la materia. El objetivo de este escrito es presentar los conceptos fundamentales de la Termodinámica en su forma tradicional, para que sirva como complemento de un curso de Termodinámica o como introducción a un curso de Mecánica Estadística. No pretende ser un curso completo de Termodinámica. Faltan totalmente las referencias a los experimentos, la calorimetría, la termometría, los ejemplos, etc. La idea es presentar de la manera más precisa y concisa posible las definiciones de los conceptos, las leyes y los razonamientos, que frecuentemente no aparecen con precisión en muchos textos.
ESUMEN DE TERMODINAMICA
La transferencia de energía térmica es una forma de transferencia de energía
Que ocurre como consecuencia de una diferencia de temperatura. La energía
Interna de una sustancia es una función de su estado y por lo general aumenta
Con el incremento de temperatura.
La caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g
De agua de 14.5°C a 15.5°C.
El equivalente mecánico del calor es 4.186 J/cal.
La capacidad calorífica C de cualquier sustancia se define como la cantidad
De energía térmica necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en
Un grado Celsius. La energía térmica necesaria para cambiar la temperatura de
Una sustancia en ΔT es
Q = mc ΔT
Donde m es la masa de la sustancia y c es su calor especifico.
La energía térmica requerida para cambiar la fase de una sustancia pura de
Masa m es
Q = mL
El parámetro L se denomina el calor latente de la sustancia y depende de la
Naturaleza del cambio de fase y de las propiedades de la sustancia.
El trabajo realizado por un gas a medida que cambia su volumen de cierto
Valor inicial Vi a cierto valor final Vf es
W = ∫ P dV
Donde P es la presión, la cual puede variar durante el proceso. Para evaluar W
Debe especificarse la naturaleza del proceso, es decir, P y V deben conocerse
Durante cada etapa. Puesto que el trabajo efectuado depende de los estados
Inicial, final e intermedio, depende por tanto de la trayectoria seguida entre los
Estados inicial y final.
La primera ley de la termodinámica establece que cuando un sistema
Experimenta un cambio de un estado a otro, el cambio en su energía interna es
ΔU = Q – W
Donde Q es la energía térmica transferida al (o del) sistema y W es el trabajo
Realizado por (o sobre) el sistema. A pesar de que tanto Q como W dependen
De la trayectoria seguida desde el estado inicial hasta el estado final, la
Cantidad ΔU es independiente de la trayectoria.
En un proceso cíclico (uno que se origina y termina en el mismo estado),
ΔU = 0, y por lo tanto, Q = W. Esto significa que la energía térmica transferida
Al sistema es igual al trabajo efectuado durante el ciclo.
Un proceso adiabático es aquel en el cual no se transfiere energía térmica
Entre el sistema y sus alrededores (Q = 0) .En este caso, la primera ley produce
ΔU = - W. Es decir, la energía interna cambia como consecuencia del trabajo
Que se está efectuando por (o sobre) el sistema.
En una expansión libre adiabática de un gas, Q = 0 y W = 0, de modo que
ΔU = 0. Esto es, la energía interna del gas no cambia en dicho proceso.
Un proceso isovolumétríco es uno que ocurre a volumen constante. No se
Realiza trabajo de expansión en un proceso con estas características.
Un proceso isobárico es el que ocurre a presión constante. El trabajo
Realizado en un proceso de este tipo es pΔV.
Un proceso isotérmico es el que ocurre a temperatura constante. El trabajo
Hecho por un gas ideal durante un proceso isotérmico reversible es
W = nRT ln Vf
Vi
El calor puede transferirse por conducción, convección y radiación.
La conducción puede verse como un intercambio de energía cinética entre las
Moléculas o, electrones que chocan. La velocidad a la cual fluye el calor por
Conducción a través de una placa de área A es
H = - kA dT
___
dx
Donde k es la conductividad térmica y dT/dx es el gradiente de temperatura.
En la convección, la sustancia calentada se mueve de un lugar a otro.
Radiación
Todos los cuerpos radian y absorben energía en forma de ondas
Electromagnéticas. Un cuerpo que está más caliente que sus alrededores radia
Más energía que la que absorbe, en tanto que un cuerpo que está más frío que
Sus alrededores absorben más energía que la que radia.
La energía neta ganada o perdida cada segundo por un objeto como
Consecuencia de la radiación es
Pneto = σAe (T4 –T04)
La Ley cero
La Ley cero de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos llamados A y B, con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado t, estos alcanzarán la misma temperatura, es decir, tendrán ambos la misma temperatura. Si luego un tercer cuerpo, que llamaremos C se pone en contacto con A y B, también alcanzará la misma temperatura y, por lo tanto, A, B y C tendrán la misma temperatura mientras estén en contacto.
De este principio podemos inducir el de temperatura, la cual es una condición que cada cuerpo tiene y que el hombre ha aprendido a medir mediante sistemas arbitrarios y escalas de referencia (escalas termométricas).
La Primera Ley
La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos. Pensemos que nuestro
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