Apuntes fisico quimica 1

                                                                Físico-química- 1

Apuntes del Curso de Físico – Química - 1 (Dr. Valeri Bubnovich). Primera Parte.

Libros:

• K. Wark, Termodinámica, 2001.
• K. Sherwin, Introducción a la Termodinámica, 1995.
• Y. Cengel, Termodinámica, 4ª Edición, 2003.
• Michael J. Moran, fundamentos de Termodinámica Técnica, 2a edición, 2005.
• Kart C. Rolle, termodinámica, Ed. Pearson, 6a edición, 2006.

Sistema de Evaluación: son 3 pruebas +1 Examen, con 25% de ponderación c/u de las pruebas. El examen vale por 2.

Metodología de la solución de un problema en Termodinámica:

•  Se hace un esquema de la situación física;
• Los datos conocidos aparecen en los lugares adecuados del esquema; se elige el Sistema de Unidades apropiado;
• Se hace una lista de respuestas deseadas en las unidades pedidas;
• Se formula el Modelo Matemático: se anuncian las hipótesis apropiadas, las leyes de conservación  de masa y de energía en formas correspondientes, la ecuación de estado, relaciones termodinámicas, etc.
• Metodología: se explica la forma que se usa para resolver el modelo matemático.
• Análisis: se revisan los resultados finales asociados al uso de cifras significativas, dependencias funcionales, dimensiones.

Termodinámica como ciencia:

• Termodinámica: es una ciencia que trata de las transformaciones de la energía y de las relaciones entre las propiedades físicas de las sustancias afectadas por dichas transformaciones.
• Termodinámica técnica: estudia dispositivos generadores de energía, refrigeradores, acondicionadores del aire, compresores de fluidos, motores de propulsión y de combustión interna.
• Termodinámica se apoya en 5 leyes:

• Ley Cero: anuncia la existencia de una propiedad termodinámica llamada temperatura. La temperatura representa la concentración de energía en un sistema.
• 1-a Ley: ley de conservación de energía
• 2-a Ley: anuncia la existencia de la entropía y trata de la calidad de la energía
• 3-a Ley: introduce la escala absoluta de temperaturas y anuncia la existencia del cero absoluto.
• Postulado de Estado: anuncia la cantidad mínima de propiedades termodinámicas independientes necesarias para definir el estado termodinámico de un sistema físico: ley del gas ideal, ecuación de Van der Vaals, etc.

Dimensiones y Unidades:

Ejemplos de Dimensiones: longitud, tiempo, masa, fuerza,...(son propiedades)

Ejemplos de Unidades: m, ft, s, kg, N.

Definición de 1 mol: cantidad de átomos en 12 gramos de carbono puro 12C: NA = 6.02205*1023 – número Avagadro.

Definición de la masa molar de una sustancia, M: se encuentra multiplicando la masa de 1 átomo de la misma sustancia por el número de Avagadro.

Número de moles de una sustancia: n = m/M =N/NA,  donde m es la masa y N es el número de partículas de la misma sustancia.

Sistema Internacional de Unidades

Dimensiones primarias: masa, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.

Unidades primarias: m = 1 kg,  l = 1 m,  t = 1 s, T = 1K, n = 1 mol.

Dimensiones y Unidades secundarias:  

Fuerza: F = m⋅a: 1 N =1 kg⋅1 m/s2;

Trabajo: W = F⋅Δx: 1J = 1N ⋅1m;

Potencia: [pic 1]:  1w = 1J/1s; 1kW=1000W

Calor: [pic 2] 1cal = 4.18 J;equivalente mecanico de calor

 1 caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en 1° Celsius = 1K (desde 14.5 hasta 15.5°C)

Sistema técnico:

Dimensiones primarias: fuerza, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.

Unidades primarias: 1kgf, 1m, 1s, 1K, 1mol

F = m ⋅ g    →    1kgf  = 1 kgm ⋅ 9.8 m/s2     → 1kgf = 9.8 N -  es la fuerza con la cual nuestra Tierra atrae 1 kg-m.  

Sistema Inglés: g = 32.174 ft/s2

Dimensiones primarias: masa, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.

Unidades primarias:m =1 lbm= 0.4536 kg, l =1 ft =1 pie =0.3048 m, t =1s, T =1R, n =1mol.

Dimensiones y Unidades secundarias:

F = m ⋅ a → 1 pd = 1 lbm x1 ft/s2 = 0.138 N. pundal(pound)

Sistema Inglés  Técnico:

Dimensiones primarias: fuerza, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.

Unidades primarias: 1lbf, 1ft, 1s, 1R, 1mol.

F = m ⋅ g    →    1lbf  = 1 lbm ⋅ 9.8 m/s2     → 1lbf = 32.174 lbm ⋅ft/s2 = 4.448 N. 

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