I. Fin y resumen de la clase anterior – energia y orden.

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1 I. Fin y resumen de la clase anterior – energia y orden

2 Casi todo el secreto de la termodinámica es que ese proceso, inverso a la fricción, sencillamente no existe. (o, por lo menos, sin costo)

3 La maquina de transducción osmótica adaptada de la adaptación de Nelson (y la vuelta de una vieja amiga) Se coloca un cristal de azúcar en una de las mitades (Agua, no comprensible) Jacobus Henricus van 't Hoff (Primer Premio Nobel de Química)

4 La maquina de transducción osmótica adaptada de la adaptación de Nelson (y la vuelta de una vieja amiga) ¿ Cual es la fuente de energía mecánica?

5 La maquina de transducción osmótica adaptada de la adaptación de Nelson (y la vuelta de una vieja amiga) Recordar (para algún momento) mas adelante: La osmosis establece un mecanismo de “conversión” de “energía” en “orden” reversible. ¿Cuál es un ejemplo de conversión irreversible?

6 Recetas para preservarse en la eternidad: 1)NO PUDRIRSE 2)NO SER COMIDO 3)NO CONVERGER AL EQUILIBRIO (porque la vida se trata de eso - de perdurar lejos del equilibrio) BOMBAS: Sistema activo – que utiliza energía- para mantener el orden a alta temperatura Bajar la “ temperatura ”

7 Robert Boyle (1627)Robert Hooke (1635) 2 ) Observación de correlaciones: La traza de la forma PV=k

8 3 ) La génesis de las ideas fundamentales: Relacion entre calor y trabajo – reversibilidad... Sadi Carnot (1824)

9 T2T1 W Esto es todo lo que hay: éste es el centro del universo termodinámico (R Fenynman I: 44-14) Q1Q2 Traducción: Cuanto mas calor mas entropía. Cuanto mas baja es la temperatura donde se vierte el calor – mas entropia.

10 Si todo esto es lo que hay a la termodinámica, ¿por qué se la considera una materia tan difícil? Salmo I (de Feynman) UN EJERCICIO “ALGEBRAICO” TEDIOSO Y CONFUSO: REGLA DE TRES Si conocemos la temperatura y el volumen de una sustancia y que la presión es una cierta función de la temperatura y el volumen, conocemos entonces la energía interna. Alguien podría decir: “Yo no quiero hacerlo así. Diganme la temperatura y la presión y yo le diré el volumen...”

11 Si todo esto es lo que hay a la termodinámica, ¿por qué se la considera una materia tan difícil? Salmo II (mío) UN EJERCICIO “MENTAL” TEDIOSO Y DEMANDANTE: RECORDAR LA CONVENCION DEL SIGNO El signo. Si el sistema entrega trabajo al medio, ¿Es positivo o negativo? Por algún motivo extremadamente difícil de explicar, esta mínimo operación obstaculiza y opaca casi todo el espacio de pensamiento. Propuesta: olvidar el signo.

12 II. Algunas excursiones en el espacio P,V y T. Aprendiendo a ver (y a dibujar) curvas.

13 Distintos cortes de la misma ecuación: I. Compresión a temperatura constante Para volumen grandes la presión se acerca a cero

14 Distintos cortes de la misma ecuación: II. La temperatura es multiplicativa (mayor cambio a presiones mayores) A volumen fijo, mayor temperatura  mayor presion Las curvas no son paralelas

15 Distintos cortes de la misma ecuación: II. La temperatura es multiplicativa (mayor cambio a presiones mayores) Detalle técnico útil (cada tanto lo difícil es visualizar los datos para poder encontrar una regularidad, patrón, o regla). Cuando mas de dos dimensiones están en juego, el color es útil.

16 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática A= no Dia = A traves Bainein = Ir Pregunta: Si el gas se comprime adiabáticamente: ¿A que punto de este plano (P-V) evoluciona: A, B o C, o ninguno? A B C

17 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática A= no Dia = A traves Bainein = Ir El gas es compresible – ergo puedo llegar al volumen correspondiente. La pregunta entonces es ¿La temperatura cambia?

18 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática A= no Dia = A traves Bainein = Ir Al comprimir el gas “uno (el piston) hace trabajo”. Ese trabajo (mas alla de su signo) es entregado al gas en forma de calor (energia de movimiento en la escala molecular) por lo que la temperatura aumenta.

19 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática ¿Qué sucede con la temperatura durante la compresión adiabática? ¿Cómo representarlo? Esto vale en un gas monoatomico. Pregunta, difícil: ¿Para un gas diatomico, cuanto valdra gama? Existe alguna restriccion para gama Compresión Adiabática

20 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática Color – Una dimension “plana” ¿El gas es ideal? Si es ideal, que sucede con la ecuación PV=NkT.

21 Distintos cortes de la misma ecuación: I.Compresión adiabática Un zig-zag isotermico y adiabatico. Pregunta 1: ¿Qué pasa con la energía? Pregunta 2: ¿Cómo medir (o visualizar el trabajo entregado)?

22 III. Presión, fuerza, trabajo, energía. Siempre desde la fenomenologia (lo macroscópico), luego ensayaremos una derivación desde lo cinético (microscópico).

23 Molécula Gas F Empíricamente se observa que esta fuerza es proporcional al área y por lo tanto tiene sentido definir Definiendo la presión Luego se observa que la presión, así definida cumple una serie de relaciones como que PV=cT (aunque aun no definimos la temperatura)

24 La ecuación del día ¿Cuál es la relación entre la fuerza y el trabajo? ¿Cierto?, ¿Si, no, siempre, nunca?

25 Constantes y variables: El ejercicio (a veces difícil) de saber que depende de que … Por ejemplo, en una expansión iso-termica, al expandirse el gas hace trabajo (es capaz de mover algo) ¿Cuánto? Una expansión del mismo volumen (del mismo gas) resulta en menos trabajo cuando este perdió presión

26 ¿Cuántos objetos pueden seguirse?

27 Molécula Gas Presión, fuerza, intercambio de momento

28 Molécula Gas Presión, fuerza, intercambio de momento En el choque se da un intercambio de momento (p) en el gas