La termodinámica nació como una forma de estudiar y comprender mejor dispositivos que producen energía mecánica a partir del calor

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Universidad Abierta y a Distancia de México

Licenciatura : Ing. En Tecnologias Ambientales

Materia: Termodinamica

Grupo: TA-TTER-1701-B2-002

Docente: Juan José Chávez Velarde

Actividad 1: Sistemas termodinámicos en el entorno  

Nombre: José Gerardo Yeverino Miranda

Matricula: ES1521202904

Fecha: 03 de Abril del 2017

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Investiga los conceptos o definiciones de:

•         Termodinámica

        La termodinámica nació como una forma de estudiar y comprender mejor dispositivos que producen energía mecánica a partir del calor (de allí su nombre, el cual significa: potencia obtenida a partir del calor) y no es extraño encontrar en los primeros libros sobre el tema definiciones como “Termodinámica es la ciencia que trata de las relaciones entre calor y trabajo”. En la actualidad, se considera a la termodinámica como un área con un mayor alcance y que se podría definir como “El estudio de las transformaciones energéticas y las restricciones a estas transformaciones mediante la observación y la medición de propiedades macroscópicas de las sustancias en condiciones de equilibrio o cerca de este”.         En la definición de termodinámica se dice que los estudios se hacen entre estados de equilibrio (o cerca del equilibrio). Esto quiere decir que solo se consideran las características o propiedades de las sustancias antes y después de un proceso de cambio y no durante dicho proceso, ni se estudia el mecanismo o la velocidad a la cual se lleva a cabo la transformación.        O en otras palabras, la termodinámica puede predecir lo que va a ocurrir en un caso determinado, pero no dirá nada acerca de la velocidad a la que ocurrirá ni cuál es el mecanismo involucrado. (Alonso, ------)

•         Sistemas termodinámicos

        Dependiendo del tipo de interacciones entre el sistema y los alrededores permitidas por la frontera, los sistemas se pueden clasificar como abiertos, cerrados o aislados. En un sistema abierto, la frontera permite el intercambio de materia entre él y los alrededores, además podrá también permitir el flujo de energía. Sistema cerrado es aquel en el cual la frontera permite el flujo de energía (como calor o trabajo), pero es impermeable al paso de la materia y por tanto este tipo de sistemas mantienen su masa constante. En un sistema aislado la frontera no permite el flujo de materia ni de energía entre el sistema y los alrededores. Siempre que se consideren un sistema y sus alrededores juntos, estos constituirán un sistema aislado.

        Se puede observar de la clasificación anterior, que un sistema termodinámico puede presentar interacción con los alrededores como: flujo o intercambio de materia y flujo o intercambio de energía (el cual se divide en flujo de calor y flujo de trabajo).

        La frontera puede también recibir un nombre específico dependiendo de sus características: una frontera rígida es aquella que no permite que el volumen del sistema cambie; una frontera diatérmica es la que permite el flujo de energía en forma de calor hacia o desde el sistema (cuando dos o más sistemas están conectados por medio de una frontera diatérmica se dice que están en contacto térmico); una frontera adiabática es aquella que no permite el intercambio de energía térmica entre el sistema y los alrededores. Las fronteras reales que se encuentran en la naturaleza son generalmente diatérmicas y aunque una frontera adiabática es una situación ideal, puede suponerse que existe una frontera adiabática entre un sistema y sus alrededores si la cantidad de energía térmica transmitida es muy pequeña comparada con las cantidades de otros tipos de interacción energética.  (Alonso, ------)

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•         Procesos termodinámicos adiabáticos y no adiabáticos.

        Cuando un sistema está cambiando de un estado termodinámico a otro, se dice que está experimentando un proceso, y el conjunto de todos los estados por los que pasa un sistema durante un proceso es denominado la trayectoria del proceso.

        Los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio (mecánico, térmico y/o material) entre sí.

        Cuando el proceso se realiza de manera que el sistema no tiene intercambio de calor con el medio, al proceso se lo denomina adiabático. Este tipo de proceso tendría lugar si el sistema estuviera perfectamente aislado térmicamente (adentro de un termo) o bien si se lo realizara lo suficientemente rápido como para que no haya tiempo para que se produzca un intercambio de calor con el medio.

        Un proceso adiabático es aquel en que el sistema no pierde ni gana calor. La primera ley de Termodinámica con Q=0 muestra que todos los cambios en la energía interna estan en forma de trabajo realizado. Esto pone una limitación al proceso del motor térmico que le lleva a la condición adiabática mostrada abajo. Esta condición se puede usar para derivar expresiones del trabajo realizado durante un proceso adiabático.

        Es el que se lleva a cabo por una trayectoria en la cual no hay transferencia de energía en forma térmica (no hay flujo de calor). Producen cambios de T sin que ocurran intercambios de calor con el ambiente • El aire se enfría al expandirse y se calienta al ser comprimido.

        Cuando un proceso adiabático es reversible se lo denomina proceso isentrópico.

        El caso opuesto, donde tiene lugar la mayor transferencia de calor logrando que la temperatura permanezca constante, se denomina proceso isotérmico. (Termodinamicaecci, --)

        Los sistemas no adiabáticos son lo contrario a los sistemas adiabáticos, ya que en ellos ocurre una máxima transferencias de calor entre un sistema dado y el entorno

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Muestra un par de ejemplos prácticos de sistemas adiabáticos y no adiabáticos.

ABIABATICO

        En una máquina de nieve artificial, la mezcla de aire comprimido y vapor e agua para producir la nieve, la diferencia de presión que existe dentro de la máquina y la presión atmosférica, al mezclarse y rociar al nieve no existe intercambio de calor en el sistema y sus alrededores.

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