Es la ciencia que estudia las transformaciones de unas formas de energía a otras.

Introducción de la termodinámica

        Es la ciencia que estudia las transformaciones de unas formas de energía a otras.

Objetivos de la termodinámica

        Su objetivo principal es entender las interrelaciones entre los fenómenos térmicos, mecánicos y químicos.

Tipos de termodinámica

Clásica: es aquella que estudia macroscópicamente el comportamiento de las partículas y moléculas que se encuentran en movimiento. Proporciona una manera fácil y rápida de resolver problemas de ingeniería.

Estadística: es aquella que estudia microscópicamente el comportamiento de partículas y moléculas que se encuentran en movimiento. Su estudio se basa en la mecánica cuántica y la mecánica estadística.

Propiedades termodinámicas.

Energía (E): Es la capacidad que tiene un cuerpo de producir trabajo o transferir calor.

Masa (M): Cantidad de materia que posee un cuerpo.

Peso específico (r): es la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.

Presión (P): es la fuerza por la unidad de área ejercida por un fluido sobre una superficie.

Temperatura (T): es la única propiedad suficiente para determinar si dos cuerpos se encuentran en equilibrio termico.

Densidad (ρ): Es la masa de una sustancia por unidad de volumen.

Volumen específico (V): es el volumen de un sistema por unidad de masa.

Energía interna (U): Es una propiedad que depende de la combinación de las energías cinética y potencial de las moléculas que conforman un cuerpo, y que es a su vez función de la presión y la temperatura.

Entropía (S): Es la propiedad que representa el desorden molecular o incertidumbre de un cuerpo.

Entalpía (H): Es la propiedad del sistema definida por una cantidad de la misma, teniendo relación con la energía interna, presión y volumen.

Gravedad específica (N): Es la densidad de una sustancia dividida por la unidad de una sustancia de referencia. Nota: Para gases se toma como sustancia de referencia el aire a condiciones de 1 atm y 20 °c. Para líquido se toma como sustancia de referencia el agua a condiciones de 1atm y 4 °c.

Otros conceptos

Cantidad de sustancia: Es una magnitud fundamental y representa el número de átomos, moléculas e iones que hay en un sistema.

Centro de masa: Es el punto geométrico que dinámicamente se comporta como si en el estuviera aplicada la resultante de las fuerzas externas del sistema.

Longitud: es la magnitud física que determina la distancia, la cantidad de espacio que existe entre un punto a otro.

Tiempo: es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujeto a cambios, de los sistemas sujetos a observación.

Fuerza: es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio del momento lineal entre dos partículas.

Desplazamiento: es el cambio de posición de un cuerpo entre dos instantes.

Movimiento: el estado de un cuerpo mientras cambia de posición a otro lugar.

Cuerpo rígido: es aquel que no sufre deformaciones por efecto de fuerzas externa.

Tipos de presión

Presión absoluta: es aquella que se mide con respecto al vacío absoluto y se mide con barómetros. También es conocida como la presión real que se ejerce en un punto dado.

Esta presión es igual a cero únicamente cuando existe choque entre las moléculas.

Presión manométrica: es aquella presión producida por un medio diferente al de la atmosfera. Esta presión debe ser mayor a la presión de la atmosfera.

Ejemplo: la ejercida por el gas de un refresco, cuando se sumerge un submarino o medidor de presión de aire de una llanta.

Presión atmosférica: es el peso del aire que se encuentra sobre la superficie terrestre. El valor de la presión atmosférica varía en cada lugar del planeta en función a su altitud es decir, mientras la elevación se incremente la presión atmosférica va disminuyendo, ya que la columna de aire que soporta es menor.

Ejemplos:

A medida que un globo lleno de helio va ascendiendo en l atmosfera, va creciendo en tamaño hasta que llega una altura en que explota. Todo esto se debe a que la presión atmosférica, a medida que ascendemos va disminuyendo mientras que la presión interna del globo se mantiene igual. Al disminuir la presión atmosférica externa del globo, la fuerza que ejerce externamente al globo también disminuye lo que permite que el globo crezca en tamaño.

Hundir una bola de anime bien profundo al volver a la superficie la bola disminuye su tamaño debido a la presión en las profundidades del océano.

Presión de vacío: es aquella presión que se encuentra por debajo de la presión atmosférica.

Fluidos y sus tipos

Fluidos: son sistemas de partículas en las cuales a diferencia de los sólidos están unidas rígidamente por lo que pueden moverse con una cierta libertad una con respectos a otros.

Fluidos newtonianos: son aquellos que cumplen con la ley de viscosidad de newton, la cual indica que el esfuerzo aplicado es proporcional a la velocidad de deformación.

Ejemplo: El agua, el aire, la gasolina y el petróleo.

Fluidos no newtonianos: son aquellos que no cumplen con la ley de viscosidad de newton. En este caso densidad varía con respecto a la temperatura.

Ejemplo: Crema dental, la grasa y el lavaplatos en gel. En estos ejemplos existe un esfuerzo de cadena por debajo del cual se comportan como un sólido.

Sistemas termodinámicos y sus tipos

Sistemas termodinámicos: es una cantidad de materia, masa e identidad fija que se toma como base en un determinado estudio. Todo lo que queda afuera del sistema termodinámico se conoce como alrededores o ambiente.

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