TERMODINAMICA

TERMODINÀMICA

EQUIPO 6

CONCEPTO

La Termodinámica es la rama de la Física que estudia a nivel macroscópico las transformaciones de la energía, y cómo esta energía puede convertirse en trabajo (movimiento). Históricamente, la Termodinámica nació en el siglo XIX de la necesidad de mejorar el rendimiento de las primeras máquinas térmicas fabricadas por el hombre durante la Revolución Industrial.

Equivalente mecánico del calor

En un primer momento se pensaba que el calor era un fluido (denominado calórico) que impregnaba los cuerpos y era responsable del calor que éstos intercambiaban al ser puestos en contacto.En el siglo XIX, Joule ideó un experimento para demostrar que el calor no era más que una forma de energía, y que se podía obtener a partir de la energía mecánica. Dicho experimento se conoce como experimento de Joule para determinar el equivalente mecánico del calor.Antes del experimento de Joule se pensaba que calor y energía eran dos magnitudes diferentes, por lo que las unidades en que se medían ambas eran también distintas. La unidad de calor que se empleaba era la caloría.Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua destilada desde 14.5ºC a 15.5ºC..

procesos termodinamicos

. Introducción a la Termodinámica La termodinámica es la rama de la física que estudia la relación entre el calor, el trabajo y la energía. Los procesos termodinámicos son transformaciones en las que intervienen cambios en la energía interna de un sistema, y se describen mediante varias leyes y principios fundamentales. Los procesos se pueden clasificar en varios tipos, según cómo cambien las propiedades del sistema.

proceso isotermico

En un proceso isotérmico, la temperatura del sistema permanece constante. Para un gas ideal, esto implica que la energía interna no cambia. La ecuación fundamental para un proceso isotérmico es: PV=constantePV=constante Donde PP es la presión y VV es el volumen. En este tipo de proceso, el trabajo realizado por el sistema se puede calcular como: W=nRTln⁡VfViW=nRTlnVi​Vf​​

donde nn es el número de moles, RR es la constante de los gases ideales, TT es la temperatura, VfVf​ es el volumen final y ViVi​ es el volumen inicial.

proceso isobarico

En un proceso isobárico, la presión del sistema se mantiene constante. La ecuación para un proceso isobárico es: ΔU=Q−WΔU=Q−W donde ΔUΔU es el cambio en la energía interna, QQ es el calor agregado al sistema, y WW es el trabajo realizado. El trabajo realizado en un proceso isobárico se puede calcular como: W=PΔVW=PΔV donde ΔVΔV es el cambio en el volumen.

proceso ISOCÓRICO

Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante ΔV= 0Para un proceso isocórico: es decir, todo el calor que transfiramos al sistema quedará a su energía interna, U. Si la cantidad de gaspermanece constante, entonces el incremento de energía será proporcional al incremento de temperatura:Q = nCVΔTDonde CV es el calor específico molar a volumen constante.

proceso ADIABÁTICO

El término adiabático hace referencia a volúmenes que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar de que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas, que conlleva variaciones en volumen y temperatura. Los nuevos valores de las variables de estado pueden ser cuantificados usando la ley de los gases ideales.

proceso diatérmico

Los procesos diatérmicos son aquellos en los que se utiliza calor para producir una reacción química o física en un material. El término "diatérmico" proviene del griego "dia" que significa "a través" y "thermos" que significa "calor".En los procesos diatérmicos, el calor se transmite a través de un medio, como un fluido o un gas, para calentar el material y producir la reacción deseada. Estos procesos se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales, como:1. Tratamiento térmico de metales: para mejorar sus propiedades mecánicas y físicas.2. Procesamiento de plásticos: para moldear y dar forma a los materiales.3. Producción de vidrio: para fundir y moldear el vidrio.4. Procesamiento de alimentos: para cocinar, esterilizar y conservar alimentos.5. Tratamiento de suelos: para eliminar contaminantes y mejorar la calidad del suelo.

Acorde con el primer principio de la termodinámica,ΔU+W=0donde U es la energía interna del sistema y W es el trabajo realizado por el sistema. Cualquier trabajo (W) realizado debe ser realizado a expensas de la energía U, mientras que no haya sido suministrado calor Q desde el exterior. El trabajo W realizado por el sistema se define comoW=PΔVSi se relaciona el tema del proceso adiabático con las ondas, se debe tener en cuenta que el proceso o carácter adiabático solo se produce en las ondas longitudinales

LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA

1ra ley de la termidinanica

ENERGIA INTERNA

La energía interna que posee un sistema aumenta cuando se le transfiere calor o se realiza un trabajo sobre él. esto significa que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

2da ley de la termodinamica

Es imposible construir una máquina que, funcionando de manera continua, no produzca otro efecto que la extracción de calor de una fuente y la realización de cantidad equivalente de trabajó

maquina térmica

Las máquinas térmicas funcionan llevando una sustancia de trabajo a través de un ciclo. En una central eléctrica de vapor, la sustancia de trabajo es el agua, que comienza como líquido, se vaporiza, se utiliza para accionar una turbina y finalmente se condensa de nuevo en estado líquido

maquina de vapor

Su funcionamiento se divide en dos partes: 1. Se genera vapor de agua por calentamiento directo, en una caldera que se encuentra cerrada, esto quema un combustible, habitualmente carbón o madera..2. Se introduce el vapor a presión dentro del cilindro, arrastrando el pistón o émbolo en toda su expansión.​

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