Reporte de videos de Introducción a la termodinámica

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Las leyes de la termodinámica, no solo tienen relación con las máquinas en las industrias o fábricas, sino que tiene relación con todo lo que sucede en el universo, desde las acciones más sencillas, hasta las más complejas, debido a que explica cómo funciona la energía, por ejemplo, explica porque nuestro cuerpo siente frío al entrar en contacto dentro de una alberca mediante la Ley Cero de la termodinámica, que determina que dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí. También explica, porque los focos transforman energía eléctrica en energía luminosa con la primera ley de la termodinámica, donde afirma que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Otro ejemplos es al tener el clima prendido en un cuarto y dejar la puerta abierta, varios piensan que el aire frío es el que sale del interior, y esto es totalmente erróneo, la segunda ley de la termodinámica nos dice que el calor de un cuerpo, siempre se transfiere del que posee mayor temperatura al de menor temperatura y nunca de forma contraria, un ejemplo de esto es cuando servimos café en una taza, el calor del café se transfiere a la taza hasta que ambos llegan a tener la misma temperatura. Un último ejemplo es que, aunque congelemos un producto, ya sea en la industria o en nuestro hogar, sus átomos seguirán en movimiento, esto se explica por medio de la Tercera Ley de la termodinámica, que dice que es imposible llegar al cero absoluto, ya que, a esta temperatura, los átomos dejan de moverse y la realidad es que, independientemente de la temperatura, los átomos esta en movimiento, si los átomos se mueven a mayor velocidad, significa que tienen una alta temperatura, sin embargo, si su velocidad es muy baja, la temperatura que tiene también lo es, lo que significa, que la velocidad de los átomos, es proporcional a su temperatura.

Cuando se requiere dar solución a un problema termodinámico, primero se define el sistema, el cual es nuestro objeto de interés, después determinamos que tipo de sistema es (abierto, cerrado o aislado), luego se define el estado del sistema, es decir, encontrar los valores de su función de estado (moles, volumen, presión, temperatura, energía interna, entalpía, entropía, energía libre, etc.), los cuales son de gran importancia para entender su comportamiento y cómo podemos cambiarlo, los cuales se pueden entender o expresar por medio del proceso termodinámico, que explica la transformación que sufre un sistema cuando pasa de un estado inicial a un estado final, en el cual sufre variaciones en sus funciones de estado, este proceso termodinámico puede ser proceso isotérmico (temperatura constante), proceso isobárico (presión constante), proceso isocórico (volumen constante), proceso adiabático (no hay variación de calor) o proceso cíclico (termina en el mismo estado en el que empieza).

 Se pueden encontrar procesos reversibles, en donde el sistema permanece en estado de equilibrio, porque tiene equilibrio térmico (la temperatura del sistema, es la misma del alrededor), mecánico (la presión del sistema, es la misma del alrededor) y material (la composición del sistema no cambia) ya que se encuentra en un sistema cerrado, aunque no suelen ser muchos en comparación de los procesos irreversibles.

En cambio, los procesos irreversibles, también llamados espontáneos, se dan cuando el sistema evoluciona desde un estado de no equilibrio, hasta un estado de equilibrio, esto se aprecia en los procesos naturales como el ciclo de la vida, la transferencia de calor de cuando se cocina, la expansión de las partículas del perfume cuando se rocía, etc.

Los modelos termodinámicos los utilizamos, con el fin de facilitar nuestro entendimiento respecto a un problema en específico, en el cual partimos de un punto que conocemos, hasta llegar al punto que queremos saber para poder estudiarlo y controlarlo. Los ingenieros utilizan principalmente dos tipos de modelos, el primero es el del gas ideal para gases reales y el segundo es el de procesos reversibles que se utiliza cuando tenemos procesos irreversibles, es decir, espontáneos. Nosotros tratamos a los gases como si fueran gases ideales, ya que es más fácil de manejar y resolver los problemas sin tantas complicaciones, la desventaja es que se pierde un poco de exactitud, aunque simplifica de gran manera los cálculos, debido a que cuando no se tratan los gases, como gases ideales, hay un gran número de variables y decimales que vuelven extremadamente complejo su resolución. La ecuación que manejamos es: [pic 1]

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