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Introduccion a la termodinamica

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Ejemplos de las leyes termodinamicas

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Introduccion a la termodinamica

  1. 1. INTRODUCCION A LATERMODINÁMICA
  2. 2. TERMODINÁMICALa termodinámicaes el estudio de lasrelaciones deenergía queinvolucrancalor, trabajomecánico y otrosaspectos deenergía ytransferencia decalor.Calefacción central
  3. 3. ESTADO TERMODINÁMICOEl ESTADO de un sistema termodinámico sedetermina mediante cuatro factores:• Presión absoluta P en pascales• Temperatura T en Kelvin• Volumen V en metros cúbicos• Número de moles, n, del gas que realizatrabajo
  4. 4. UN SISTEMA TERMODINÁMICO Un sistema es un entorno cerrado enel que puede tener lugar transferenciade calor. (Por ejemplo, el gas, lasparedes y el cilindro de un motor deautomóvil.)Trabajo realizadosobre el gas otrabajo realizadopor el gas
  5. 5. LA PRIMERA LEY DE LATERMODINÁMICA:• La entrada neta de calor en un sistema esigual al cambio en energía interna delsistema más el trabajo realizado POR elsistema.Q = U + W final - inicial)• Por el contrario, el trabajo realizado SOBREun sistema es igual al cambio en energíainterna más la pérdida de calor en elproceso.
  6. 6. APLICACIÓN DE LA PRIMERALEY DE LA TERMODINÁMICAEjemplo 1: En la figura, el gasabsorbe 400 J de calor y almismo tiempo realiza 120 J detrabajo sobre el pistón. ¿Cuáles el cambio en energíainterna del sistema?Q = U + WAplique primera ley:Qin400 JWout =120 J
  7. 7. Ejemplo 1 (Cont.): Aplique la primera leyU = +280 JQin400 JWout =120 JU = Q - W= (+400 J) - (+120 J)= +280 JW es positivo: +120 J (trabajo SALE)Q = U + WU = Q - WQ es positivo: +400 J (calorENTRA)
  8. 8. Ejemplo 1 (Cont.): Aplique la primera leyU = +280 JLos 400 J de energíatérmica de entrada se usanpara realizar 120 J detrabajo externo, aumenta laenergía interna del sistemaen 280 JQin400 JWout =120 JEl aumento enenergía interna es:La energía se conserva:
  9. 9. Segunda ley de la termodinámica:Es imposible construir unamáquina que, al operar en unciclo, no produzca efectos distintosa la extracción de calor de undepósito y la realización de unacantidad equivalente de trabajo.Dep. frío TCMáquinaDep. caliente THQhotQcoldWoutNo sólo no puede ganar (1a ley); ¡nisiquiera puede empatar (2a ley)!
  10. 10. La eficiencia de una máquina térmica:e = 1 -QCQHe = 1 -TCTHEl coeficiente de rendimiento de un refrigerador:C Cin H CQ QKW Q Q
  11. 11. TERCERA LEY DE LATERMODINÁMICA: La evidencia experimental también muestraque la entropía de todas las sustanciascristalinas puras se acerca al mismo límiteque la capacidad calorífica: S0 cuando T→0 La 3ª Ley expresa que la entropía de todoslos sustancias perfectamente cristalinas ypuras es la misma a T=0; a esta únicaconstante, S0, se le da el valor de cero
  12. 12. Entropía de la 3ª ley Dado que la entropía de una sustanciaes cero a 0 K, la entropía a cualquieraotra temperatura se puede calcular conla ecuación:dTTCSTSTp00)(
  13. 13. LEY CEROTERMODINÁMICA:«Dos sistemas que están en equilibriotérmico con un tercero, están en equilibriotérmico entre si». Los que están enequilibrio térmico entre si, mantienen lamisma temperatura, y los sistemas queno están en equilibrio térmico entre simantienen distintas temperaturas.

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