Reversibilidad Termodinamica

OBJETIVO:

El alumno comprobará los procesos reversibles e irreversibles y demostrara el concepto de reversibilidad termodinámica empleando un sistema de fuerzas generadas en una balanza analítica.

GUÍA DE ESTUDIOS:

Defina el concepto de fuerza.

La fuerza se puede definir desde el punto de vista dinámico como la causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. También se puede definir como la causa capaz de producir deformaciones en los sistemas sobre los que actúa. Lo mismo que las magnitudes velocidad y aceleración, la fuerza es una magnitud vectorial.

Las fuerzas pueden ser de dos tipos, de contacto o a distancia.

Fuerzas de contacto son aquellas que actúan solamente cuando es necesario el contacto físico entre los elementos que interaccionan. Ejemplo: cuando se golpea una pelota con una raqueta.

Fuerzas a distancia se producen sin necesidad de contacto físico entre los cuerpos que interaccionan. Ejemplo: la fuerza que ejerce la Tierra sobre un cuerpo y que hace que tienda a caer sobre ella si se encuentra en el aire.

¿Cómo se logra el equilibrio mecánico en un sistema donde actúan varias fuerzas?

El equilibrio mecánico se logra cuando tanto las fuerzas que actúan sobre el sistema como las existentes en su interior están equilibradas, en consecuencia; no existe aceleración en el sistema y no hay turbulencia.

Escriba la ecuación que define el trabajo termodinámico.

El trabajo termodinámico WT se define en función de la fuerza de oposición F0 y la dirección del desplazamiento d, de acuerdo a la siguiente expresión:

WT=F0dcosθ

Donde θ es el ángulo formado entre la fuerza de oposición y la dirección del desplazamiento.

Defina trabajo producido y trabajo destruido en el entorno, ¿con qué signo aritmético identifica a cada uno?

En el trabajo producido, el trabajo realizado sobre el sistema es negativo debido a que dF<0, es decir que la fuerza se mueve hacia fuera (en la dirección x negativa).En el trabajo destruido, sucede lo contrario; el trabajo realizado sobre el sistema es positivo (dF>0) debido a que la fuerza de dirige en dirección positiva de x.

¿En general, cuál es el orden de magnitud de un incremento o delta de fuerza ΔF y cuál el orden de magnitud de un diferencial de fuerza dF?

∆F es finito, se puede medir mientras que dF es infinito, imposible de medir.

¿Qué es un proceso reversible y cuáles son sus características?

Es aquel en el que el sistema está siempre infinitesimalmente próximo al equilibrio, y un cambio infinitesimal en las condiciones puede invertir el proceso para devolver al sistema ya su entorno al estado inicial.

Un proceso reversible es obviamente una idealización.

Al finalizar el mismo, tanto el sistema como el medio exterior pueden ser

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