Termodinamica

GUÍA Termodinámica NM4

Conceptos

Cada vez que conducimos un automóvil, que encendemos un acondicionador de aire o cocinamos algún alimento, recibimos los

beneficios prácticos de la Termodinámica, o sea el estudio de las relaciones donde intervienen: el Calor, el Trabajo mecánico y otros aspectos de la

Energía y de su transferencia. Por ejemplo, en el motor de un auto, se genera calor por reacción química entre el oxigeno y la gasolina vaporizada en los

cilindros. El gas caliente empuja los pistones de los cilindros, efectuando trabajo mecánico que se utiliza para impulsar el vehículo. Este es un ejemplo

de proceso termodinámico.

La primera ley de la termodinámica es fundamental para entender tales procesos, es una extensión del principio de conservación de la energía;

amplía este principio para incluir el intercambio de energía tanto por transferencia de calor como por trabajo mecánico e introduce el concepto de la

energía interna de un sistema. La conservación de la energía desempeña un papel vital en todas las áreas de la física, y la primera ley tiene una utilidad

muy amplia. Para plantear las relaciones de energía con precisión, se acuña el concepto de sistema termodinámico, para estudiar el calor y el trabajo

como dos formas de introducir o extraer energía en semejante sistema.

Sistemas Termodinámicos

Siempre hablaremos de transferencia de energía hacia o desde algún

sistema específico. El sistema puede ser un dispositivo mecánico, un organismo biológico, o

cierta cantidad de material como el refrigerante de un acondicionador de aire o el vapor de aire

que se expande en una turbina. En general, un sistema termodinámico es cualquier

conjunto de objetos que conviene considerar como una unidad y que puede intercambiar

energía con su entorno. Un ejemplo simple es una cantidad de palomitas de maíz en una olla.

Al exponer la olla en una cocina, se agrega energía al maíz por conducción de calor; al reventar

el maíz y expandirse, realiza trabajo al ejercer una fuerza hacia arriba sobre la tapa y

desplazarla. El estado del maíz cambia en este proceso, ya que el volumen, la temperatura y la

presión del maíz cambian cuando revienta. Un proceso así, en el que hay cambios en el estado

de un sistema termodinámico, se denomina proceso termodinámico

En los sistemas termodinámicos es indispensable definir con claridad, desde un comienzo,

exactamente lo que está o no incluido en el sistema, sólo así se podrá describir, si ambigüedad,

las transferencias de energía al y desde el sistema. En el ejemplo anterior, se definió el sistema

como el maíz, sin incluir la cocina, la tapa ni la olla.

Trabajo realizado al cambiar de Volumen

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