Termodinamica

Termodinámica

Cristian Jiménez Carreño

Física

Instituto IACC

14 de octubre del 2013

Desarrollo

El término "termodinámica" viene de dos palabras raíces: "termo," que significa calor, y "dinámica," que significa poder.

1¿Qué relevancia tiene para la termodinámica y su desarrollo el que Robert Brown reportara que granos de polen suspendidos en un líquido se movían erráticamente de un lugar a otro, como si estuvieran bajo agitación constante?

Brown determinó la importancia del estudio del grano de polen para la clasificación de las plantas, y en sus observaciones microscópicas (1827) vio que los granos de polen de la planta Clarkia pulchella suspendidos en el agua se movían aleatoriamente, cambiando de dirección y sin cesar. Puso de manifiesto, por tanto, la naturaleza desordenada de los movimientos de pequeñas partículas en suspensión en un medio líquido, pero no pudo dar una explicación satisfactoria a este tipo de movimiento, conocido como movimiento browniano. Este movimiento se da también en los coloides y es consecuencia del choque continuo de estas partículas con las moléculas del líquido. La explicación teórica a este fenómeno fue dada por Albert Einstein en 1905 y comprobada experimentalmente por el químico-físico Jean Baptiste Perrin.

Después del trabajo de varios científicos se encontró que el movimiento dependía de la temperatura, del tamaño de la partícula y de la viscosidad del líquido, pero no de la luz ni de la electricidad. En el año 1877 el científico belga Joseph Delsaux sugeriría que el movimiento se debía al bombardeo de las partículas por pequeñas moléculas del líquido. En esta época no había conocimiento seguro de la estructura del átomo.

En el año 1905, una de las tres publicaciones de Einstein tenía el título “Sobre el movimiento de partículas pequeñas suspendidas en líquidos estacionarios requerido por la teoría cinética del calor.” En este artículo propuso una prueba de su teoría y dijo que si unas partículas pequeñas se suspenden en un líquido, las partículas se moverán en una forma errática y aleatoria.

2. Explique con sus palabras las tres leyes de la termodinámica estudiadas en esta semana

Primera Ley:

Su fórmula es Eint = Q - W

Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuado por el sistema (W)

La ley está basada en el principio de conservación de energía, esto significa, que en cualquier proceso termodinámico, el calor neto absorbido por un sistema es igual a la suma del equivalente térmico del trabajo realizado por él y el cambio de su energía interna.

Segunda Ley:

La segunda ley de la termodinámica dice que se puede convertir el 100% de energía térmica en trabajo. Es un principio general que impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en los motores térmicos.

Declaracion de Clausius:

La energía no fluye espontáneamente de un objeto que posee baja temperatura, hacia otro objeto de temperatura más alta. Este enunciado se aplica a los acondicionadores de aire y a las bombas de calor. Oponiéndose a los principios del refrigerador.

Segunda ley de la termodinámica: en cualquier proceso cíclico, la entropía aumentará, o permanecerá igual.

La Entropía es una variable de estado cuyo cambio se define por un proceso reversible en T, y donde Q es el calor absorbido.

...