1. La Termodinámica
La Termodinámica es la rama de la Física que trata
del estudio de las propiedades materiales de los
sistemas macroscópicos y de la interconversión de
las distintas formas de energía. Los sistemas que
son objeto del estudio de la Termodinámica se
denominan Sistemas Termodinámicos.
Sistemas
Se puede definir un sistema como un conjunto
de materia, que está limitado por una superficie,
que le pone el observador, real o imaginaria. Si en
el sistema no entra ni sale materia, se dice que se
trata de un sistema cerrado, o sistema aislado si
no hay intercambio de materia y energía,
dependiendo del caso.
Tipos de Sistemas
Un sistema abierto: se da cuando existe un
intercambio de masa y de energía con los
alrededores; es por ejemplo, un coche. Le echamos
combustible y él desprende diferentes gases y
calor.
Un sistema cerrado: se da cuando no existe un
intercambio de masa con el medio circundante,
sólo se puede dar un intercambio de energía; un
reloj de cuerda, no introducimos ni sacamos
materia de él. Solo precisa un aporte de energía
que emplea para medir el tiempo.
Un sistema aislado: se da cuando no existe el
intercambio ni de masa y energía con los alrededores.
El universo es un sistema aislado, ya que la variación
de energía es cero.
LEYES DE LA TERMODINAMICA
Principio cero de la Termodinámica
Este principio o ley cero, establece que existe una
determinada propiedad denominada temperatura
empírica θ, que es común para todos los estados de
equilibrio termodinámico que se encuentren en
equilibrio mutuo con uno dado.
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.
En palabras llanas: "La energía ni se crea ni se
destruye: solo se transforma". La ecuación general de
la conservación de la energía es la siguiente:
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 (por ejemplo, que una mancha de tinta
dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en
un pequeño volumen).
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.
Enunciado de Clausius: Diagrama del ciclo de
Carnot en función de la presión y el volumen. En
palabras de Sears es: «No es posible ningún
proceso cuyo único resultado sea la extracción
de calor de un recipiente a una cierta
temperatura y la absorción de una cantidad igual
de calor por un recipiente a temperatura más
elevada».
Enunciado de Kelvin—Planck: Es imposible
construir una máquina térmica que, operando en
un ciclo, no produzca otro efecto que la
absorción de energía desde un depósito, y la
realización de una cantidad igual de trabajo.
Otra interpretación: Es imposible construir una
máquina térmica cíclica que transforme calor en
trabajo sin aumentar la energía termodinámica
del ambiente.
Tercera ley de la Termodinámica
Afirma que
no se puede
alcanzar el cero
absoluto en un
número finito de
etapas. Es importante reconocer que no es una
noción exigida por la termodinámica clásica por
lo que resulta inapropiado tratarlo de «ley»,
siendo incluso inconsistente con la mecánica
estadística clásica y necesitando el
establecimiento previo de la estadística cuántica
para ser valorado adecuada mente.

2. CICLO TERMODINÁMICO:
Es el conjunto de las transformaciones
termodinámicas de un sistema que retorna a las
condiciones iniciales después de haber realizado
un trabajo sobre otros sistemas.
CICLO TERMODINÁMICO INVERSO:
Un ciclo termodinámico inverso busca lo
contrario al ciclo termodinámico de obtención de
trabajo.
CALOR:
Se llama calor a la magnitud que fluye entre
dos sistemas a causa únicamente de su diferencia
de temperatura.
FOCO FRÍO, FOCO CALIENTE:
Cuando se desarrolla un proceso
termodinámico entre dos focos de temperatura
diferente, se llama foco frío o fuente fría de calor
al foco de menor temperatura.
TRABAJO. TRABAJO ADIABÁTICO:
Se dice que un sistema realiza trabajo
mecánico sobre otro sistema cuando el primero le
transfiere algún tipo de energía mecánica o
electromecánica, ya sea una compresión, una
expansión, etc.
APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA.
• La termodinámica es útil para todo. Para
empezar hay que de limitar a qué se
dedica la termodinámica:
• La termodinámica se ocupa de los intercambios
energéticos entre los sistemas.
• La termodinámica establece la espontaneidad de
los procesos que se dan entre los sistemas.
• 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
pueden agrupar en los siguientes campos
esenciales (bajo mi punto de vista).
• 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 hayan comentado dilataciones,
contracciones y cambios de fase).
• Establece rangos delimitados de los procesos
posibles en función de leyes negativas.
• La termodinámica describe los sistemas con un
conjunto reducido de variables, las conocidas
como variables de estado, sin entrar en la
estructura interna o las teorías fundamentales
subyacentes.
Liceo Rubén Darío
Esfuerzo, Formación y Disciplina
TERMODINAMICA