Conceptos basicos de Termodinamica
- 3. Termodinámica La termodinámica significa “potencia” es el ramo de la fisica que estudia las causas y los efectos de los cambios, de la temperatura, presión y volumen y de otras dimensiones termodinamicas fundamentales en caso menos generales en sistema físicos y en escalas macroscópicas.
- 4. Princípios da termodinámica El principio básico sobre el cual la termodinámica se asenta es: dado un sistema separado envuelto por una frontera completamente restrictiva en relación a cambio de energia o matéria habra un estado en particular, caracterizado por la constancia de todas las grandezas termodinâmicas mensuráveis (temperatura, presión parciales, volumen de las fases, etc.), que, una vez dado tiempo suficiente para las transformaciones necesarias ocurren, siempre será atingido.
- 5. Máquina térmica típica donde puede observarse la entrada desde una fuente de calor (caldera) a la izquierda y la salida a un disipador de calor (condensador) a la derecha. El trabajo se extrae en este caso mediante una serie de pistones.
- 6. Primera ley de la termodinámica También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: Eentra – Esale = Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma: U = Q - W
- 7. Segunda ley de la termodinámica Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía. Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico
- 8. Tercera ley de la termodinámica La tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico.
- 9. Propriedades de la Termodinámica son dos: propiedades intensivas: son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo que su valor permanece inalterado al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas.
- 10. Propiedades extensivas: son las que dependen de la cantidad de sustancia del sistema, y son recíprocamente equivalentes a las intensivas. Una propiedad extensiva depende por tanto del «tamaño» del sistema. Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha magnitud para cada una de las partes.
- 11. Variables termodinámicas: Las variables que tienen relación con el estado interno de un sistema, se llaman variables termodinámicas o coordenadas termodinámicas, y entre ellas las más importantes en el estudio de la termodinámica son: la masa el volumen la densidad la presión la temperatura
- 12. Procesos termodinámicos: Se dice que un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al menos unas de las coordenadas termodinámicas no cambia. Los procesos más importantes son: Procesos isotérmicos: son procesos en los que la temperatura no cambia. Procesos isobáricos: son procesos en los cuales la presión no varía. Procesos isócoros: son procesos en los que el volumen permanece constante. Procesos adiabáticos: son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna. Procesos diatérmicos: son procesos que dejan pasar el calor fácilmente. Procesos isoentrópicos: procesos adiabáticos y reversibles. Procesos en los que la entropía no varía.
- 13. Equilibrio térmico El equilibrio térmico se presenta cuando dos cuerpos con temperaturas diferentes se ponen en contacto, y el que tiene mayor temperatura cede energía térmica en forma de calor al que tiene más baja, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura. Algunas definiciones útiles en termodinámica son las siguientes. Foco térmico Un foco térmico es un sistema que puede entregar y/o recibir calor, pero sin cambiar su temperatura. Contacto térmico Se dice que dos sistema están en contacto térmico cuando puede haber transferencia de calor de un sistema a otro.
- 14. Rendimiento termodinámico Un concepto importante en la ingeniería térmica es el de rendimiento. El rendimiento de una máquina térmica se define como: N = I Esalida I I Eentrada I donde, dependiendo del tipo de máquina térmica, estas energías serán el calor o el trabajo que se transfieran en determinados subsistemas de la máquina.