INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA La termodinámica La termodinámica estudia el estudia el es es La rama de la física que estudia los fenómenos relacionados.

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1 INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA La termodinámica La termodinámica estudia el estudia el es es La rama de la física que estudia los fenómenos relacionados con el calor, haciendo foco en el estudio de los vínculos de este y las demás variedades de energía. Sistema termodinámico Sistema termodinámico Universo Universo Medio o entorno Medio o entorno Sistema Sistema AisladosAislados No Intercambian materia y energía. con el medio. No Intercambian materia y energía. con el medio. CerradosCerrados Intercambian energía con el medio. AbiertosAbiertos Intercambian materia y energía con el medio. Intercambian materia y energía con el medio. una porción del universo que se aísla para ser estudiado. se clasifican se clasifican el cual es el cual es según su interacción con el medio según su interacción con el medio Autor: Marcos Lazzarini

2 CONCEPTOS BÁSICO DE TERMODINÁMICA Autor: Marcos Lazzarini ENERGÍA (E) : “la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo“. ENERGÍA (E) : se define como “la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo“. TRABAJO (W): “la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo para producirle un movimiento, en una determinada distancia” TRABAJO (W): En física se define trabajo como “la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo para producirle un movimiento, en una determinada distancia” W=F(x d Su fórmula es W (trabajo)= F(fuerza) x d (distancia) Joule “ J” Su unidad es el Joule se simboliza con la letra “ J” trabajoenergía energía se puede expresar en “Joule” Por lo tanto hablar de trabajo es lo mismo que hablar de energía y viceversa. Entonces cualquier energía se puede expresar en “Joule” TEMPERATURA (T): “Es una medida de la energía cinética promedio de todas las moléculas de un sistema”. ENERGÍA INTERNA (U): “Es la suma de las energías cinéticas y potenciales de todas las moléculas que componen a un sistema”. Energía Interna (U) = Energía cinética (Ec) + Energía potencial (Ep) Energía Interna (U) = Energía cinética (Ec) + Energía potencial (Ep) Hay tres tipos de energía cinética: de traslación, rotación y vibración. Hay diferentes Energía potenciales ( elástica, gravitatoria, eléctrica, química y nuclear). ENERGÍA (E) : “la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo“. ENERGÍA (E) : se define como “la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo“. TRABAJO (W): “la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo para producirle un movimiento, en una determinada distancia” TRABAJO (W): En física se define trabajo como “la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo para producirle un movimiento, en una determinada distancia” W=F(x d Su fórmula es W (trabajo)= F(fuerza) x d (distancia) Joule “ J” Su unidad es el Joule se simboliza con la letra “ J” trabajoenergía energía se puede expresar en “Joule” Por lo tanto hablar de trabajo es lo mismo que hablar de energía y viceversa. Entonces cualquier energía se puede expresar en “Joule” TEMPERATURA (T): “Es una medida de la energía cinética promedio de todas las moléculas de un sistema”. ENERGÍA INTERNA (U): “Es la suma de las energías cinéticas y potenciales de todas las moléculas que componen a un sistema”. Energía Interna (U) = Energía cinética (Ec) + Energía potencial (Ep) Energía Interna (U) = Energía cinética (Ec) + Energía potencial (Ep) Hay tres tipos de energía cinética: de traslación, rotación y vibración. Hay diferentes Energía potenciales ( elástica, gravitatoria, eléctrica, química y nuclear). CALOR (Q): “Es energía en transito” CALOR (Q): “Es energía en transito” entre dos sistemas con diferentes temperatura o “Energía cinética media”,la dirección del calor siempre es desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor temperatura, es decir del cuerpo más caliente al más frío. A este tipo de energía se la conoce como energía térmica o calórica. ¿CON QUÉ UNIDADES DE ENERGÍA SE MIDE EL CALOR? Julio“J “. Las unidad de energía es el Julio se simboliza por la letra “J “. “CALOR” tiene su equivalente de energía “CALORÍA” ”cal” El “CALOR” o energía calórica, tiene su equivalente de energía, la “CALORÍA”,se simboliza ”cal” “la cantidad de calor que se necesita aportar a un 1 g de agua para que eleve su temperatura en 1°C” Se define como “la cantidad de calor que se necesita aportar a un 1 g de agua para que eleve su temperatura en 1°C” 1 CALORÍA = 4,18 Joule 1 cal = 4,18 J 1 CALORÍA = 4,18 Joule, en símbolos 1 cal = 4,18 J múltiplo kilocaloría 1Kcal = 1000 cal Un múltiplo muy utilizado es la kilocaloría 1Kcal = 1000 cal CALOR (Q): “Es energía en transito” CALOR (Q): “Es energía en transito” entre dos sistemas con diferentes temperatura o “Energía cinética media”,la dirección del calor siempre es desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor temperatura, es decir del cuerpo más caliente al más frío. A este tipo de energía se la conoce como energía térmica o calórica. ¿CON QUÉ UNIDADES DE ENERGÍA SE MIDE EL CALOR? Julio“J “. Las unidad de energía es el Julio se simboliza por la letra “J “. “CALOR” tiene su equivalente de energía “CALORÍA” ”cal” El “CALOR” o energía calórica, tiene su equivalente de energía, la “CALORÍA”,se simboliza ”cal” “la cantidad de calor que se necesita aportar a un 1 g de agua para que eleve su temperatura en 1°C” Se define como “la cantidad de calor que se necesita aportar a un 1 g de agua para que eleve su temperatura en 1°C” 1 CALORÍA = 4,18 Joule 1 cal = 4,18 J 1 CALORÍA = 4,18 Joule, en símbolos 1 cal = 4,18 J múltiplo kilocaloría 1Kcal = 1000 cal Un múltiplo muy utilizado es la kilocaloría 1Kcal = 1000 cal T A > T B A B Q A → B

3 ANÁLISIS DE LA RELACIÓN DE CALOR, ENERGÍA INTERNA Y TEMPERATURA Autor: Marcos Lazzarini ejemplo En el siguiente ejemplo se tiene dos sistemas “A” y ”B” con las siguientes condiciones: Cada sistema posee sustancias diferentes, gaseosas y monoatómicas. Los dos sistemas tienen igual masa. Las moléculas del sistema “A” tienen el doble de tamaño que las moléculas del sistema “B”. Solo considera solamente la energía cinética de traslación. El sistema “A” formado por 10 moléculas y el sistema “B” por 20 moléculas. Se entrega a ambos sistemas 200 J de calor. Conclusión: A sustancias diferentes de igual masa al entregarle una misma cantidad de calor aumentarán su energía interna en la misma proporción pero tendrán diferentes temperaturas. Conclusión: A sustancias diferentes de igual masa al entregarle una misma cantidad de calor aumentarán su energía interna en la misma proporción pero tendrán diferentes temperaturas. ejemplo En el siguiente ejemplo se tiene dos sistemas “A” y ”B” con las siguientes condiciones: Cada sistema posee sustancias diferentes, gaseosas y monoatómicas. Los dos sistemas tienen igual masa. Las moléculas del sistema “A” tienen el doble de tamaño que las moléculas del sistema “B”. Solo considera solamente la energía cinética de traslación. El sistema “A” formado por 10 moléculas y el sistema “B” por 20 moléculas. Se entrega a ambos sistemas 200 J de calor. Conclusión: A sustancias diferentes de igual masa al entregarle una misma cantidad de calor aumentarán su energía interna en la misma proporción pero tendrán diferentes temperaturas. Conclusión: A sustancias diferentes de igual masa al entregarle una misma cantidad de calor aumentarán su energía interna en la misma proporción pero tendrán diferentes temperaturas. Q = 200 J Energía Cinética media 20 J 10 moléculas A A BB 20 moléculas T A > T B ∆U A = ∆U B M A = M B ∆U B = 20 moléculas x 10 J = 200 J ECm_A < ECm_B ∆U A = 10 moléculas x 20 J = 200 J

4 PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA “1°Principio de la termodinámica” 0 “Ley de la conservación de energía” “1°Principio de la termodinámica” 0 “Ley de la conservación de energía” Este principio dice que la energía se puede transferir o convertirse de una forma a otra, pero jamás se puede crear o destruir, la energía en el universo es constante. ∆U = Q + W Calor (Q) (+) Calor (Q) (+) Energía Interna (U) Energía Interna (U) Trabajo (-) (W) Trabajo (-) (W) Entorno Entorno Sistema Sistema Calor (Q) (-) Calor (Q) (-) Trabajo (+) (W ) Trabajo (+) (W )

5 PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA “1°Principio de la termodinámica” 0 “Ley de la conservación de energía” “1°Principio de la termodinámica” 0 “Ley de la conservación de energía” “En un proceso termodinámico, la energía interna de un sistema puede aumentar, disminuir o mantenerse sin cambio. “En todo proceso termodinámico la variación de energía interna depende solamente del estado inicial y final de un sistema”