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Termodinámica

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by

Mario Ortigoza

on 23 February 2015

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Transcript of Termodinámica

Equipo #1
Sistema cerrado y Sistema aislado
Conocido también como una masa de control, consta de una cantidad fija de masa y ninguna otra puede cruzar su frontera. Es decir, ninguna masa puede entrar o salir de un sistema cerrado.

Si, como caso especial, incluso se prohíbe que la energía cruce la frontera, entonces se trata de un sistema aislado.

Ejemplos
* Peso
* Volumen
* Longitud
* Energía potencial
* Calor, etc.

Son aditivas porque los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar.

Panorama General
La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía. Aunque todo mundo tiene idea de lo que es la energía, es difícil definirla de forma precisa. La energía se puede considerar como la capacidad para causar cambios
En la actualidad, el concepto se interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de energía y sus transformaciones, incluida la generación de potencia, la refrigeración y las relaciones entre las propiedades de la materia.

PROPIEDADES INTENSIVAS
Son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un cuerpo. Las propiedades intensivas, tienen que ver con la estructura química interna de la materia.

Termodinámica
• El ciclo Bryton, que consiste en turbinas de vapor y motores de reacción.

• El ciclo Otto, ampliamente utilizado en el sector de la automoción.

• El ciclo Diesel, muy utilizado en navegación marítima, ferrocarriles y automóviles.

• El ciclo Sterling, muy parecido al ciclo ideal de Carnot, y que suele utilizar aire u otro gas como fluido de trabajo. Este ciclo también se emplea en el bombeo solar de agua.

• El ciclo Ericsson, que utiliza aire caliente como fluido de trabajo y que está específicamente pensado para aplicaciones solares.

• El ciclo Rankine.

Equilibrio térmico
Si dos o más cuerpos se encuentran a diferente temperatura y son puestos en contacto, pasado cierto tiempo, alcanzarán la misma temperatura, por lo que estarán térmicamente equilibrados. Esta ley de la termodinámica ha sido utilizada en dispositivos como el termómetro para medir temperatura.

El principio cero de la termodinámica es una ley fenomenológica para sistemas que se encuentran en equilibrio térmico. Fue formulado por primera vez por Ralph H. Fowler.
Ejemplos
* Temperatura
* La presión
* La velocidad
* El volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa)
* El punto de ebullición
* El punto de fusión
* La densidad
* Viscosidad
* Dureza
* Concentración
* Solubilidad
* Olor
* Color
* Sabor, etc.
PROPIEDADES EXTENSIVAS
Son aquellas que dependen de la cantidad de materia considerada y son aditivas.

Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia.

Procesos y Ciclos
Un proceso ocurre cuando el sistema pasa de un estado termodinámico a otro.

Procesos isotérmicos:
son procesos en los que la temperatura no cambia.


Procesos isobáricos:
son procesos en los cuales la presión no varía.


Procesos isócoros:
son procesos en los que el volumen permanece constante.


Procesos adiabáticos:
son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.


Procesos diatérmicos:
son procesos que dejan pasar el calor fácilmente.


Procesos isoentrópicos:
procesos adiabáticos y reversibles. Procesos en los que la entropía no varía.

Ciclos
Un ciclo es un conjunto de procesos que dejan nuevamente al sistema en el estado original que tenía antes de realizarse. La trayectoria es el conjunto de estados por los cuales pasa un sistema al realizar el proceso
Los procesos más importantes son:
Procesos
Una serie de ciclos termodinámicos se han implementado en la práctica:
La ley cero de la termodinámica
Establece que si un cuerpo A se encuentra a la misma temperatura que un cuerpo B y este tiene la misma temperatura que un tercer cuerpo C, entonces, el cuerpo A tendrá la misma temperatura que el cuerpo C.
Por lo cual estaremos seguros de que tanto el cuerpo A, como el B y C, estarán los tres, en equilibrio térmico. Es decir: los cuerpo A, B y C, tendrán igual temperatura.
Significado de termodinámica
El término termodinámica proviene de las palabras griegas therme (calor) dynamis (fuerza), lo cual corresponde a lo más descriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor en energía.
Sistemas termodinámicos
Se define como una cantidad de materia o una región en el espacio elegida para análisis. La masa o región fuera del sistema se conoce como alrededores. La superficie real o imaginaria que separa al sistema de sus alrededores se llama frontera.

En términos matemáticos, la frontera tiene espesor cero y, por lo tanto, no puede contener ninguna masa ni ocupar un volumen en el espacio.

Se divide en dos principales:
Sistema abierto
Conocido como un volumen de control, como suele llamarse, es una región elegida apropiadamente en el espacio. Generalmente encierra un dispositivo que tiene que ver con flujo másico, como un compresor, turbina o tobera. El flujo por estos dispositivos se estudia mejor si se selecciona la región dentro del dispositivo como el volumen de control. Tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera de un volumen de control.
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