El alumno determinara con los datos obtenidos en el laboratorio el trabajo desarrollado en un proceso termodinámico

OBJETIVO:

El alumno  determinara con los datos obtenidos en el laboratorio el trabajo  desarrollado en un proceso termodinámico

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

El nacimiento de la termodinámica se fija en el año 1824 año en el que el científico francés Nicolás Leonard Sadi Carnot, da a conocer su único libro que tituló “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las maquinas propias para desarrollar esta potencia”. Este libro junto al de Nicolás Copérnico, De revolutionibus orbium coelestium, publicado en 1543, y el de Isaac Newton, Principios matemáticos de la filosofía natural, en 1687, constituyen los 3 pilares más importantes puestos por el hombre para el entendimiento de los fenómenos naturales y su interpretación. Las ideas de Carnot impulsaron el desarrollo de las  maquinas térmicas y aporte científico a la revolución industrial. Carnot fundo un campo de estudio enteramente nuevo, la termodinámica, en el trabajo de Sadi Carnot se cruzan los progresos de dos saberes recién inicializados en su época: la ciencia del calor o termología y la ingeniería de las maquinas térmicas o de vapor. Realmente la termodinámica surge y avanza como consecuencia de la necesidad de ir ofreciendo soluciones a los problemas que permanentemente aparecen en el desarrollo de las maquinas térmicas.

Termodinámica

Estudio de la energía, el calor, y el trabajo, las propiedades del medio utilizado y los procesos involucrados. Como la energía puede obtenerse por medios eléctricos, químicos, nucleares u otros, la termodinámica desempeña un papel muy importante en todas las ramas de la ingeniería, la física, la química y las ciencias biológicas. Para definir la palabra termodinámica se usan los términos de energía, calor y trabajo.

 Sistema termodinámico

Es una región determinada del espacio o una cantidad finita de materia, claramente diferenciada del medio circundante o alrededores, que constituirán el resto del universo. El sistema estará separado del exterior por su contorno, límites o fronteras que puede ser real o imaginario. Un diagrama de cuerpo libre es un ejemplo del concepto de sistema. Según un concepto general aplicable a todas las situaciones, podemos definir un sistema como una porción de materia escogida  de manera conveniente o arbitraria. Además un sistema termodinámico invariablemente tendrá una transferencia de energía de o hacia él, y así mismo podrá tener energía almacenada. A partir de esta definición, se observara que se tiene la libertad de escoger la porción de materia, pero una vez que se haya hecho una elección se debe tener cuidado y tomar en cuenta todas las energías que intervienen.

Tipos de sistemas

Se clasifican con respecto a sus fronteras, límites o paredes en función de la permisividad ante la interacción del sistema con el exterior.

Paredes aislantes: son las que no toleran interacción de ningún tipo entre el sistema y el medio exterior, es decir, no permiten intercambio de energía calorífica, química, eléctrica, magnética, etc.

Paredes adiabáticas: son aquellas que toleran intercambios energéticos de origen esencialmente mecánico.

Paredes diatérmanas: son las que a diferencia de las anteriores, toleran la transferencia energética de naturaleza térmica, es decir, que permite el paso del calor a su través y pueden no tolerar los intercambios de cualquier otro tipo, según los casos.  

Equilibrio termodinámico

Exige igualdad de temperatura; el equilibrio mecánico, igualdad de presiones; el equilibrio eléctrico, igualdad de potenciales eléctricos; y el equilibrio de fase y de reacción química, igualdad de potenciales químicos. Así el equilibrio de fase y de reacción química implica que el sistema no experimente un cambio espontaneo de estructura interna. El hecho de haber alcanzado el equilibrio térmico indicara que no se manifestara tendencia alguna a producir ningún cambio de estado en el sistema ni en el medio exterior.

Variables termodinámicas

Las variables que caracterizan un sistema pueden dividirse en dos categorías intensivas y extensivas. Algunas mediciones externas que pueden hacerse sobre un sistema son de temperatura, presión, volumen y posición, estas se denominan propiedades. Cuando todas las propiedades de un sistema son las mismas en dos instantes diferentes, puede decirse que no es posible distinguir ninguna diferencia en el sistema. Las propiedades que dependen del tamaño y la masa total de un sistema  se llaman propiedades extensivas, es decir, que dependen de la extensión del sistema. Una propiedad intensiva es independiente dl tamaño del sistema. La presión y la temperatura son ejemplos de propiedades intensivas. Las variables intensivas reciben la misma denominación que las extensivas de que proceden, seguida de la palabra especifico. Así tomando como variable extensiva de referencia la masa

Temperatura

La temperatura de un sistema es una medida del movimiento aleatorio de las moléculas de los sistemas. Si hay diferentes temperaturas dentro del cuerpo, surge la pregunta de cómo se mide la temperatura en una posición dada

TIPOS DE PROCESOS

Trabajo y expresión general de la y Ley en un proceso isotérmico.

...