Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Termodinamica

2,911 views

Published on

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Termodinamica

  1. 1. TERMODINAMICA
  2. 2. <ul><li>es la rama de la  física  que describe los estados de  equilibrio  a nivel macroscópico. </li></ul><ul><li>Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas y no-extensivas </li></ul>Definición
  3. 3. Magnitudes extensivas <ul><li>Energía interna   (U)  es un sistema que intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica. </li></ul><ul><li>Entropía  (simbolizada como  S ) es una  magnitud física  que permite, mediante cálculo, determinar la parte de la  energía  que no puede utilizarse para producir  trabajo . </li></ul><ul><li>El volumen es una  magnitud física  extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos, que a su vez se debe al  principio de exclusión . </li></ul>
  4. 4. Magnitudes no-estensivas <ul><li>La temperatura  es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frio. </li></ul><ul><li>La   presión  (símbolo  p ) es una magnitud fisica  que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. </li></ul><ul><li>potencial químico , cuyo símbolo es  μ es la fuerza impulsora que induce el cambio en el sistema </li></ul>
  5. 5. Principio cero de la termodinámica <ul><li>establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura emperica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinamico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. </li></ul>
  6. 6. ejercicio <ul><li>Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 kg se introduce en 4kg de agua, elevando su temperaturade 18 a 28 grados centigrados. ¿Que teperatura tiene la barra de cobre? </li></ul>
  7. 7. SOLUCION DEL EJERCICIO <ul><li>Calor cedido por el cobre Q(co) = 1500 * 0,093(Ti-28) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 4000.1.( 28 - 18) Igualando los segundos miembros 1500 * 0,093 (Ti-28) = 4000 (28 - 18) efectuando operaciones se obtiene, Ti = 314,74ºC </li></ul>
  8. 8. Primera ley de la termodinámica   <ul><li>establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energia interna del sistema cambiará. </li></ul>
  9. 9. Ejercicio <ul><li>Un gas ideal diatómico se encuentra inicialmente a una temperatura T1 = 300K, una presión p1 = 105 Pa y ocupa un volumen V1 = 0.4 m3. El gas se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen V2 = 1.2 m3. Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez V1 y por último vuelve a su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son reversibles. </li></ul><ul><li>A) Dibuja el ciclo en un diagrama p-V. Calcula el número de moles del gas y la presión y la temperatura después de la expansión adiabática. </li></ul><ul><li>B) Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada transformación </li></ul>
  10. 10. Solucion ejercicio A B
  11. 11. Segunda ley de la termodinámica <ul><li>Esta ley predice la dirección natural de cualquier proceso y, como resultado, puede pronosticar el estado de equilibrio.  </li></ul>
  12. 12. ejercicio <ul><li>El rendimiento de un motor es del 40% y al foco frío que se encuentra a 300 K le cede 20000 J. Calcula: a) La temperatura del foco caliente. b) La cantidad de energía que extrae del foco caliente. c) El trabajo que es capaz de realizar dicho motor. d) La entropía perdida o ganada por cada foco, así como la variación de entropía del universo. </li></ul>
  13. 13. Solucion del ejercicio <ul><li>a) Por definición, η = (Tc − Tf) / Tc = 1 − Tf / Tc, donde η representa el rendimiento, Tc la temperatura del foco caliente, y Tf ... obvio. Despejando Tc, ► Tc = Tf / (1 − η) = 300 K / (1 − 0.4) = 300 K / 0.6 = 500 K. b) También, η = (Qc − Qa) / Qc = 1 − Qa / Qc, donde Qc es el calor cedido (por el foco calilente, evidentemente), y Qa es el calor absorbido (por el foco frío). Una idéntica manipulación de las literales arroja ► Qc = Qa / (1 − η) = 20 000 J / 0.6 = 33 333.333... J c) El calor cedido es igual al trabajo más el calor absorbido (conservación de la energía): Qc = W + Qa, de donde ► W = Qc − Qa ≈ 33 333 − 20 000 J ≈ 13 333 J. d) dS = dQ / T ∫ dS = ∫ dQ / T. Como la temperatura en cada foco es constante, S = ∫ dS = 1/T ∫ dQ = Q / T. Para el foco caliente: se ceden 33 333 J aprox. de calor, a 500 K; por tanto, S = −33 333 J / 500 K = −66.666... J/K. El foco frío absorbe (gana) 20 000 J, a 300 K; S = 20 000 J / 300 K = 66.666... J/K. La entropía simplemente es transferida del foco caliente al frío; lo que gana uno, lo pierde el otro; por lo tanto, la entropía del universo, en este caso, no aumenta. </li></ul>
  14. 14. Tercera ley de la termodinámica <ul><li>afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos </li></ul>
  15. 15. procesos y graficas de la termodinamica
  16. 16.                                                                          Sistema termodinámico  típico mostrando la entrada desde una fuente de calor (caldera) a la izquierda y la salida a un disipador de calor (condensador) a la derecha. El  trabajo  se extrae en este caso por una serie de pistones.

×