Termodinámica

La termodinámica estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. La palabra es derivada de palabras griegas que significan “movimiento del calor”. La base de la termodinámica es la conservación de la energía ya que esta fluye espontáneamente desde lo más caliente a lo frío y no a la inversa. La termodinámica proporciona las leyes y principios que sirven para la construcción de máquinas térmicas como lo son las turbinas de vapor, los refrigeradores y hasta la calefacción.

Ecuación de estado:

La ecuación de estado de los fluidos relaciona las condiciones de equilibrio en términos de la presión, la temperatura y la densidad. La ecuación de estado es característica de cada sustancia y para los líquidos no se dispone de una expresión en términos generales que describa esa relación.

Para el caso particular del agua se conoce que su densidad en estado líquido crece desde 0 oC hasta 4 oC y desde allí disminuye hasta 100 oC:

Para los gases la ecuación de estado sólo está establecida para los gases ideales.

Se considera gas perfecto aquel donde:

Las atracciones intermoleculares son nulas

Las colisiones intermoleculares son elásticas

Si el gas se puede considerar perfecto y además:

No está acelerado respecto a un sistema inercial

No está sometido a transferencia de calor

La presión tiene carácter termodinámico

La ecuación de estado se representa como:

(Presión)(Volumen)= (Número de moles)(Constante de gases ideales)(Temperatura)

Denominamos estado de equilibrio de un sistema cuando las variables macroscópicas presión p, volumen V, y temperatura T, no cambian. El estado de equilibrio es dinámico en el sentido de que los constituyentes del sistema se mueven continuamente.

Isocórico: Volumen constante

Isobárico: Presión constante

Isotérmico: Temperatura constante

El estado del sistema se representa por un punto en un diagrama p-V. Podemos llevar al sistema desde un estado inicial a otro final a través de una sucesión de estados de equilibrio.

Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.