Equilibrio térmico:
temperatura constante en
todos los puntos del sistema
Equilibrio mecánico: todas
las fuerzas están
equilibradas
Equilibrio material: no hay
cambios globales en la
composición del sistema, ni
transferencia de materia.
Conceptos Básicos
Propiedad intensivas, son
independientes de la masa de un
sistema: temperatura, presión, densidad.
Propiedades extensivas, sus valores
dependen del tamaño o extensión del
sistema: volumen, masa, peso, cantidad
de sustancia, energía,entropía, entalpía,
etc
Presión
Atmosférica: presión ejercida por
el aire en cualquier lugar de la
atmósfera
Presión Manométrica:
cuando se mide con respeto
a la presión atmosférica
Absoluta: cuando la presión
se mide en relación a un vacío
perfecto
Presión de
vacío: la
presión por
debajo de
la presión
atmosférica
Temperatura
Es la medida de calor o
la energía térmica de las
partículas en una sustancia
Escalas de la magnitud:
Celsisus (C), Farenheit (F),
Rankine (R) y kelvin (K)
Cualquier cambio de un estado de
equilibrio a otro experimentado por un
sistema es un proceso
Proceso Reversible: es posible
restablecer las condiciones
iniciales del sistema
Proceso irreversible: no es posible
restablecer las condiciones iniciales del
sistema
Proceso Isobárico: presión constante
Proceso isométrico: volumen constante
Proceso isotérmico: temperatura constante
Proceso adiabático: no hay transferencia de calor
Cuasi equilibrio: el sistema se
considera en equilibrio en
cualquier parte del sistema
Leyes de la termodinámica
Ley cero: "Cuando dos cuerpos aislados
del medio circundante están en equilibrio
con un tercero, estarán en equilibrio
térmico entre sí."
Si A esta en equilibrio con B, y B
en equilibrio con C, C estará en
equilibrio con A.
Primera Ley: conservación de la
engría, "La energía no se crea ni
se destruye, sólo se transforma."
La energía cruza las fronteras de un sistema
en dos formas distintas: calor y trabajo
Calor: energía que se transfiere entre
un sistema y sus alrededores durante
un cambio de estado como resultado
de un cambio de temperatura
Se transfiere en distintas formas:
Convección, conducción y radiación.
Es positivo si el calor se retira del
medio y entra en el sistema
Es negativo si el calor se retira del
sistema y entra en el medio.
Calores específicos: energía requerida para elevar la
temperatura de una masa unitaria de una sustancia.
Calor específico a volumen constante, se
usa cuando el volumen es constante.
Calor específico a presión constante,
se usa cuando la presión es constante.
Para sólidos y líquidos los calores específicos a presión
y volumen constante, son iguales. DU = C(t)Dt y h=u+Pv
Para gases ideales los cambios de
energía interna y entalpía se
calculan de diferentes formas.
Usando datos tabulados de u y h
(requiere de tablas).
Emplear las relaciones de Cv o Cp como función
de temperatura y efectuar las integrales.
Utilizar los calores específicos promedios.
Trabajo: transferencia de energía
asociada con una fuerza que
actúa a lo largo de una distancia.
Cuando el sistema
realiza trabajo sobre el
entorno es negativo
Cuando el entorno
realiza trabajo sobre el
sistema es positivo.
Tipos de trabajo
Frontera móvil:
Expansión y compresión
Gravitacional: Ejercido por
un campo gravitacional.
Aceleración: Cambio de
velocidad del sistema.
De eje/flecha: Transmisión
de energía mediante un eje
rotatorio.
Resorte: cuando una fuerza
se aplica en un resorte, la
longitud cambia
Balance de energía
Energía total como Q y W que entran menos Q y W que
salen es igual al cambio de energía total.
En un sistema en reposo y en ausencia de campos
externos la energía cinética y potencial son igual a 0.
Por lo tanto en la primera ley, el cambio de
energía interna (DU) es igual a Q + W