Infografia Vertical Reynaldo Camacho

La Termodinámica y Sus Principios Básicos

SISTMAS

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SISTEMAS

DEFINICIÓN

Es la rama de la física que estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen de un sistema físico a un nivel macroscópico. La raíz "termo" significa calor y dinámica se refiere al movimiento, por lo que la termodinámica estudia el movimiento del calor en un cuerpo.

El sistema termodinámico puede estar separado del resto del universo por paredes reales o imaginarias. Las paredes que separan un sistema de sus alrededores pueden ser aislantes (llamadas paredes adiabáticas) o permitir el flujo de calor (diatérmicas).

Solución

leyes

Sistema Abierto es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores

Sistema Aislado es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los alrededores.

Se trata de cuatro leyes que son universalmente válidas cuando se aplican a sistemas que caen dentro de las restricciones implícitas en cada uno.

Sistema Cerrado es aquél que intercambia energía (trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante).

La ley cero de la termodinámica establece que “si dos sistemas termodinámicos que están en equilibrio térmico con un tercero, también están en equilibrio entre sí”

La primera ley de la termodinámica establece que “La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se destruye, permanece constante”.

Variables Termodinamicas

Son aquellas magnitudes macroscópicas que caracterizan a un sistema termodinámico, siendo las más familiares la presión, el volumen, la temperatura y la masa. Son muy útiles en la descripción de sistemas con múltiples entradas y salidas. La masa es muy importante en un sistema y las propiedades termodinámicas se clasifican según sean dependientes o no de ella:

La segunda ley de la termodinámica establece que la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse. Se extrae que no todos los procesos termodinámicos son reversibles.

La tercera ley de la termodinámica establece que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto (0 kelvin).

Intensivas: Variabe intensiva es aquella cuyo valor no depende del tamaño ni la cantidad de materia del sistema. Es decir, tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes. La temperatura y la presion son variables intensivas. .

Extensivas: Variable extensiva es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe. Esta magnitud puede ser expresada como la suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original. La masa y el volumen son variables extensivas

Temperatura: En su interpretación a nivel microscópico la temperatura es la medida de la energía cinética de las moléculas que constituyen el gas bajo estudio.

Presión: Es una magnitud escalar dada por el cociente entre la componente perpendicular de la fuerza aplicada a un cuerpo y el área de este. La unidad de la presión en el Sistema Internacional es el newton /m2 o Pascal (Pa)

Volumen: Es el espacio ocupado por el sistema. La unidad del volumen en el Sistema Internacional es el metro cúbico: m3. Otras unidades ampliamente utilizadas incluyen las pulgadas cúbicas, los pies cúbicos y el litro.

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Reynaldo Miguel Camacho Perez

0424-540-7107

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¿Qué es una tabla termodinámica?

Son tablas donde se agrupan de forma ordenada, diferentes propiedades termodinámicas. Para cada región del diagrama termodinámico contamos con una tabla. Además, contamos con tablas en el sistema internacional y con el sistema inglés.

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Tabla A-1 Masa molar, constante del gas y propiedades del punto crítico

Esta tabla la tenemos dividida en dos secciones. En la primera sección encontramos el nombre de la sustancia, la fórmula de la sustancia, la masa molar (M) y la constante del gas (R). En la segunda sección tenemos las propiedades del punto crítico y encontramos la temperatura, la presión y el volumen. Todas estas propiedades son para diferentes sustancias.

Tabla A-2 a) Calores específicos de gas ideal de varios gases comunes a 300K o 80°F

En esta tabla tenemos el nombre del gas, la fórmula del gas, la constante del gas (R), el calor específico a presión constante (Cp), el calor específico a volumen constante (Cv) y la relación de calores específicos (k). Todas las propiedades de los calores específicos Cp y Cv están dados a una temperatura promedio de 300K en el sistema internacional y 80°F en el sistema inglés.

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Tabla A-2 b) Calores específicos de gas ideal de varios gases comunes a diversas temperaturas

Tabla A-2 c) Calores específicos de gas ideal de varios gases comunes como una función de la temperatura

Esta tabla la tenemos dividida en seis gases distintos. En cada división encontramos la temperatura, el calor específico a presión constante (Cp), el calor específico a volumen constante (Cv) y la relación de calores específicos (k). La diferencia con la tabla A-2 a), es que en la tabla A-2 b) tenemos distintas temperaturas a la que podemos buscar el Cp y el Cv.

En esta tabla encontramos la fórmula para encontrar el calor específico molar a presión constante (Cp molar), el nombre del gas, la fórmula del gas, las constantes adimensionales a, b, c y d para reemplazar en la fórmula de Cp molar, el rango de temperatura (K) y el porcentaje de error.

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Tabla A-5 agua saturada. Tabla de presiones

Tabla A-4 agua saturada. Tabla de temperaturas

Esta tabla la tenemos dividida en seis propiedades termodinámicas que son la temperatura, la presión de saturación, el volumen específico, la energía interna, la entalpía y la entropía. Dentro de cada propiedad encontramos otras divisiones que están dadas por los subíndices f, g y fg.

Esta tabla la tenemos dividida en seis propiedades termodinámicas que son la presión, la temperatura de saturación, el volumen específico, la energía interna, la entalpía y la entropía. Dentro de cada propiedad encontramos otras divisiones que están dadas por los subíndices f, g y fg.

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Tabla A-6 vapor de agua sobrecalentado

Tabla A-7 agua líquida comprimida

Esta tabla la tenemos dividida en dos secciones de propiedades. En la primera sección encontramos cinco propiedades que son la temperatura, el volumen específico, la energía interna, la entalpía y la entropía. En la segunda sección encontramos sólo la presión.

Esta tabla la tenemos dividida en dos secciones de propiedades. En la primera sección encontramos cinco propiedades que son la temperatura, el volumen específico, la energía interna, la entalpía y la entropía. En la segunda sección encontramos sólo la presión.

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