Paula Stefani mejia parrado

11.1

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*Un concepto esencial de la termodinámica es

el de sistema macroscópico, que se define

como un conjunto de materia que se puede

aislar espacialmente y que coexiste con un

entorno infinito e imperturbable.

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*DIMENSIONES Y UNIDADES

Cualquier medida física tiene dimensiones y debe ser expresada en las unidades correspondientes a estas dimensiones de acuerdo a un sistema de unidades particular.

*Dimensión: Es el nombre que se le da a las cantidades físicas, así: Longitud, masa, tiempo, etc.

*Unidad: Es la medida de la dimensión. Por ejemplo: pie, metro, y milla son unidades de la dimensión longitud. Expresar una aceleración como 9.8 no tiene sentido, si se agrega la unidad correspondiente de un determinado sistema y se dice que la aceleración es 9.8 m/s2esta información adquiere sentido.

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*Absolutos: Aquellos donde las unidades de

fuerza y energía son derivadas, como el

Sistema Internacional (S.I.)

*Gravitacionales: Los que no cumplen la

condición anterior, para ellos la fuerza es una

dimensión fundamental definida con base en la

fuerza de atracción gravitacional al nivel del

mar, un ejemplo es el sistema inglés.

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*Todos los cuerpos poseen energía interna, debido en

parte a la energía cinética de sus partículas. Esta

energía se llama energía térmica. A mayor velocidad

de las partículas mayor es la energía del cuerpo

*La temperatura es una magnitud macroscópica. Los

cuerpos con más temperatura pasan energía a los

cuerpos con menos temperatura, hasta que éstas se

igualan.

*La temperatura está directamente relacionada

con la energía térmica de un cuerpo. A más

temperatura, más velocidad tendrán sus

partículas.

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*La Calorimetría es la medida de la cantidad de

calor que cede o absorbe un cuerpo en el curso

de un proceso físico o químico.

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* I. Siempre que entre varios cuerpos haya un intercambio de energía térmica, 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 variación de temperatura. Así, para elevar la temperatura de un cuerpo de 20°C se requiere el doble de cantidad de energía térmica que para elevarla a 10°C.

* 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 energía térmica se desplaza hacia los cuerpos cuya temperatura es más baja. El equilibrio térmico ocurre cuando todos los cuerpos quedan a la misma temperatura.

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*Todos los cuerpos materiales (sólidos, líquidos y

gaseosos) experimentan una dilatación 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 dilatación específico para cada

material.

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*El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.

*A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.

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* También conocido 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. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

* La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

* Eentra ? Esale = ?Esistema

* Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:

* \ Q = \Delta U + \ W

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*Esta ley regula 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 (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrase en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía tal que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

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* La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesto por WaltherNernst, 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. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.

* Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica.

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*La termodinámica es útil para todo. Para empezar hay quedelimitar a qué se dedica la termodinámica:

*La termodinámica se ocupa de los intercambios energéticosentre los sistemas.

*La termodinámica establece la espontaneidad de los procesosque se dan entre los sitemas.

*La termodinámica es una rama de la física puramente empírica,por lo tanto sus aseveraciones son en cierto sentido absolutas.

*Las utilidades, además de las ya comentadas se puedenagrupar en los siguientes campos esenciales (bajo mi punto devista).

*El estudio del rendimiento de reacciones energéticas.

*El estudio de la viabilidad de reacciones químicas.

*El estudio de las propiedades térmicas de los sistemas (como yahancomentado dilataciones, contracciones y cambios de fase).

*Establece rangos delimitados de los procesos posibles enfunción de leyes negativas.

*La termodinámica describe los sistemas con un conjuntoreducido de variables, las conocidas como variables de estado,sin entrar en la estructura interna o las teorías fundamentalessubyacentes.