Conceptos basicos de termodinamica

Nombre: Donato Di Lorenzo Zambrano

Tema: Conceptos básicos de la termodinámica

Curso: Cuarto semestre Paralelo: “A”

Materia: Termodinámica I

Docente: Ing. Katty Gadvay

Introducción a la termodinámica

En el mundo existen objetos muy complejos tales como gases, solidos o imanes, sistemas formados por millones de partículas, tantas que tratar de predecir el comportamiento de estos era una verdadera locura hasta que los físicos entendieron que era mejor estudiar el sistema en sí mismo, como una entidad y ver que propiedades tiene a gran escala sin atender a los componentes más pequeños y las extrañas leyes que los rigen. Inaugurando de esta forma la termodinámica, cuyos cuatro pilares son las leyes de la termodinámica.

Hay muchos fenómenos que intervienen: equilibrio, temperatura, presión. Y a su vez la explicación de importantes definiciones que se deben conocer para obtener una base sólida de conocimientos.

Termodinámica y Energía

Se puede definir la termodinámica como la ciencia que estudia la transferencia de calor, los  cambios de energía y la capacidad de los sistemas para producir trabajos. La energía no posee una definición precisa pero se  la considera como la capacidad para causar algún cambio.

El trabajo y el Calor son modos en que los sistemas transfieren su energía. Esto permite establecer un equilibrio mecánico.

Una de las más importantes y fundamentales leyes de la naturaleza es el principio de conservación de la energía. Esta expresa básicamente que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma.

Las leyes de la termodinámica explican la mayoría de los fenómenos que ocurren en la naturaleza.

La primera ley de la termodinámica sostiene que la energía es una propiedad termodinámica. La segunda ley de la termodinámica  afirma que la energía tiene calidad y a su vez cantidad.

Sistemas Cerrados y Abiertos

Un sistema se puede definir como una pequeña parte del “universo” que vamos a estudiar. Los alrededores son la masa o la región que se encuentra fuera del sistema, y por último, las fronteras son la superficie real o imaginaria que separa el sistema de los alrededores.

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Ilustración 1 sistema, alrededores y frontera

Dependiendo el estado en que se encuentre el sistema este se puede considerar abierto o cerrado. Un sistema cerrado consta de una cantidad fija de masa y solo intercambia energía en forma de calor o trabajo con el entorno. Si, como caso especial, si incluso impide el cruce de energía por la frontera, entonces será un sistema aislado.

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Ilustración 2 sistema cerrado

Un sistema abierto es en el que tanto la masa como la energía fluyen a través de las fronteras.

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Ilustración 3 sistema abierto

Como detalle importante, en un análisis de ingeniería, el sistema bajo estudio se debe definir con cuidado. En algunos casos puede quitarle complejidad a un análisis si se escoge apropiadamente.

Propiedades de un sistema

Las propiedades son cualquier característica que posea el sistema en cuestión. Algunas de ellas familiares como la Masa,  Temperatura , Presión , Volumen , entre otras. Y algunas no tan familiares como la viscosidad, conductividad térmica, resistencia eléctrica, entre otras. [pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Las propiedades se clasifican en Intensivas y Extensivas. La forma más común de definirlas es:

• Las propiedades intensivas son aquellas que son independientes de la masa de un sistema, como por ejemplo la presión, densidad y temperatura.
• Las propiedades Extensivas  son aquellas cuyos valores dependen del tamaño y la extensión de la masa en el sistema.

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Ilustración 4 propiedades de un sistema

Estado y Equilibrio

La palabra equilibrio define un estado de balance. En un estado de equilibrio no hay potenciales desbalanceados en el sistema y este no experimenta algún cambio incluso cuando es aislado de sus alrededores. La termodinámica trata siempre con estados de equilibrio.

Un sistema no está en equilibrio termodinámico a menos que se satisfagan todas las condiciones de equilibrio necesarios.

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