Termodinamica paula mejia 11.1

of 17 /17
Paula Stefani mejia parrado 11.1

Embed Size (px)

Transcript of Termodinamica paula mejia 11.1

Presentacin de PowerPoint

Paula Stefani mejia parrado11.1 1)CONCEPTO DE TERMODINAMICAUn concepto esencial de la termodinmica es el de sistema macroscpico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable.

2)DIMENSIONES Y UNIDADESDIMENSIONES Y UNIDADESCualquier medida fsica tiene dimensiones y debe ser expresada en las unidades correspondientes a estas dimensiones de acuerdo a un sistema de unidades particular. Dimensin: Es el nombre que se le da a las cantidades fsicas, as: Longitud, masa, tiempo, etc. Unidad: Es la medida de la dimensin. Por ejemplo: pie, metro, y milla son unidades de la dimensin longitud. Expresar una aceleracin como 9.8 no tiene sentido, si se agrega la unidad correspondiente de un determinado sistema y se dice que la aceleracin es 9.8 m/s2esta informacin adquiere sentido.

Clasificaciones de los sistemas de unidadesAbsolutos: Aquellos donde las unidades de fuerza y energa son derivadas, como el Sistema Internacional (S.I.) Gravitacionales: Los que no cumplen la condicin anterior, para ellos la fuerza es una dimensin fundamental definida con base en la fuerza de atraccin gravitacional al nivel del mar, un ejemplo es el sistema ingls. Temperatura y energa trmica. Todos los cuerpos poseen energa interna, debido en parte a la energa cintica de sus partculas. Esta energa se llama energa trmica. A mayor velocidad de las partculas mayor es la energa del cuerpoLa temperatura es una magnitudmacroscpica. Los cuerpos con ms temperatura pasan energa a los cuerpos con menos temperatura, hasta que stas se igualan.La temperatura est directamente relacionada con la energa trmica de un cuerpo. A ms temperatura, ms velocidad tendrn sus partculas.

CALORIMETRIALa Calorimetra es la medida de la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo en el curso de un proceso fsico o qumico.

PRINCIPIOS GENERALES DE LA CALORIMETRA

I. Siempre que entre varios cuerpos haya un intercambio de energa trmica, la cantidad de calor perdido por unos cuerpos es igual a la cantidad de calor ganada por los otros.

II. La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su variacin de temperatura. As, para elevar la temperatura de un cuerpo de 20C se requiere el doble de cantidad de energa trmica que para elevarla a 10C.

III. La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su masa.

IV. Cuando varios cuerpos a temperaturas diferentes se ponen en contacto, la energa trmica se desplaza hacia los cuerpos cuya temperatura es ms baja. El equilibrio trmico ocurre cuando todos los cuerpos quedan a la misma temperatura.DILATACION DE LOS CUERPOSTodos los cuerpos materiales (slidos, lquidos y gaseosos) experimentan una dilatacin de su volumen cuando aumenta su temperatura interna. Dependiendo de la sustancia, cada una posee diferente comportamiento, el cual se registra con un coeficiente de dilatacin especfico para cada material.

4)Leyes de la termodinamica

Ley cero de la termodinmicaEl equilibrio termodinmico de un sistema se define como la condicin del mismo en el cual las variables empricas usadas para definir un estado del sistema (presin, volumen, campo elctrico, polarizacin, magnetizacin, tensin lineal, tensin superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinmicas del sistema.

A este principio se le llama del equilibrio termodinmico. Si dos sistemas A y B estn en equilibrio termodinmico, y B est en equilibrio termodinmico con un tercer sistema C, entonces A y C estn a su vez en equilibrio termodinmico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta despus de haberse enunciado las otras tres leyes. De ah que recibe la posicin 0.

Primera ley de la termodinmicaTambin conocido como principio de conservacin de la energa para la termodinmica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien ste intercambia calor con otro, la energa interna del sistema cambiar. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energa necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energa interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

La ecuacin general de la conservacin de la energa es la siguiente:Eentra ? Esale = ?Esistema

Que aplicada a la termodinmica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinmico, queda de la forma:\ Q = \Delta U + \ WSegunda ley de la termodinmicaEsta ley regula la direccin en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinmicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrase en un pequeo volumen). Tambin establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energa de un tipo en otro sin prdidas. De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de energa que hipotticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta slo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud fsica llamada entropa tal que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energa con su entorno), la variacin de la entropa siempre debe ser mayor que cero.

Tercera ley de la termodinmicaLa Tercera de las leyes de la termodinmica, propuesto por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un nmero finito de procesos fsicos. Puede formularse tambin como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropa tiende a un valor constante especfico. La entropa de los slidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una nocin exigida por la Termodinmica clsica, as que es probablemente inapropiado tratarlo de ley.

Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinmica son slo generalizaciones estadsticas, vlidas siempre para los sistemas macroscpicos, pero inaplicables a nivel cuntico. El demonio de Maxwell ejemplifica cmo puede concebirse un sistema cuntico que rompa las leyes de la Termodinmica.

Aplicaciones de la termodinamica

La termodinmica es til para todo. Para empezar hay quedelimitar a qu se dedicala termodinmica:Latermodinmicaseocupadelosintercambiosenergticosentre los sistemas.La termodinmica establece la espontaneidad de los procesosque se dan entre los sitemas.La termodinmica es una rama de la fsica puramente emprica,por lo tanto sus aseveraciones son en ciertosentido absolutas.Lasutilidades,ademsdelasyacomentadassepuedenagrupar en los siguientes campos esenciales (bajo mi punto devista).El estudio del rendimiento de reacciones energticas.El estudio de la viabilidad de reacciones qumicas.El estudio de laspropiedades trmicas de los sistemas (como yahan comentado dilataciones, contracciones y cambios de fase).Establecerangosdelimitadosdelosprocesosposiblesenfuncin de leyes negativas.Latermodinmicadescribelossistemasconunconjuntoreducido de variables, las conocidas como variables de estado,sin entrar en la estructura interna o las teoras fundamentalessubyacentes.