Termodinamica

Termodinamica

1. Capitulo 2: Energia,tranferencia de energia y analisis general de energia

   • Formas de Energia
     • la suma de todas sus formas de energía es conocida como la energía total (denotada por E), en la termodinamica se dice que E=0
     • Clases de formas
       • Macroscopicas
         • posee un sistema como un todo en relación con cierto marco de referencia exterior, como:
           • Energía cinetica
             • posee un sistema como resultado de su movimiento en relación con cierto marco de referencia
           • Energía potencial
             • posee un sistema como resultado de su incremento de altura en un campo gravitacional
       • Microscopica
         • Se relaciona con la estructura molecular de un sistema y el grado de actividad molecular y son independientes de los marcos de referencia externa
           • La suma de todas las formas microscópicas de energía se denomina energía interna [U]
             • energía interna
               • se puede considerar como la suma de las energías cinética y potencial de las moléculas.
                 • Se relaciona con
                   • estructura molecular
                   • grado de actividad molecular
                 • Se clasifica en
                   • sensible
                     • porción de la energía interna de un sistema relacionada con la energía cinética de las moléculas
                       • formas de energías
                         • energía de traslación.
                         • energía cinética de rotación.
                         • energía cinética vibratoria.
                         • energía cinética rotacional.
                         • energía de giro
                   • latente
                     • energía interna relacionada con la fase de un sistema
                   • química
                     • La energía interna relacionada con los enlaces atómicos en una molécula
                   • Nuclear
                     • energía relacionada con los fuertes enlaces dentro del núcleo del átomo
   • Transferencia de energía por calor
     • El calor se define como la forma de energía que se transfiere entre dos sistemas (o entre un sistema y el exterior) debido a una diferencia de temperatura
       • Un proceso durante el cual no hay transferencia de calor se denomina proceso adiabático
     • Tiene lugar entre el cuerpo y el medio hasta que se establece el equilibrio térmico. La dirección de la transferencia de energía es siempre del cuerpo con mayor temperatura al de menor temperatura. Una vez establecida la igualdad de temperatura, termina la transferencia de energía.
   • Transferencia de energía por trabajo
     • el trabajo es la transferencia de energía relacionada con una fuerza que actúa a lo largo de una distancia.
     • si la energía que cruza la frontera de un sistema cerrado no es calor, debe ser trabajo.
   • La primera ley de la termodinámica
     • la energía no se puede crear ni destruir durante un proceso; sólo puede cambiar de forma.
       • balance de energia
         • (Energía total que entra al sistema) - (Energía total que sale del sistema) = Cambio en la energía total del sistema
       • Incremento de la energía de un sistema
         • Incremento de la energía  Energía en el estado final  Energía en el estado inicial
       • Mecanismos de transferencia de energía
         • calor
         • trabajo
         • flujo másico

2. CAPITULO 3: PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

   • Sustancia pura
     • tiene una composición química fija en cualquier parte
     • no tiene que estar conformada por un solo elemento o compuesto químico.
   • Fases de una sustancia pura
     • Solida
       • Las moléculas están dispuestas en un patrón tridimensional (red) que se repite por todo el sólido
     • liquida
       • las moléculas ya no están en posiciones fijas entre sí y pueden girar y trasladarse libremente
         • liquido comprimido
           • no está a punto de evaporarse
         • liquido saturado
           • está a punto de evaporarse
     • Gaseosa
       • las moléculas están bastante apartadas, no hay un orden molecular, se mueven al azar con colisiones continuas entre sí y contra las paredes del recipiente que las contiene
         • Vapor saturado
           • está a punto de condensarse
         • vapor sobrecalentado
   • Procesos de cambio de fase en sustancias puras
     • Temperatura de saturación
       • temperatura a la que una sustancia pura cambia de fase
     • presión de saturación
       • presión a la que una sustancia pura cambia de fase

3. CAPITULO 4: ANÁLISIS DE ENERGÍA DE SISTEMAS CERRADOS

   • Trabajo de frontera móvil
     • es el trabajo de expansión y compresión
       • expansión
         • incremento de volumen
       • comprensión
         • disminuye el volumen
     • es la principal forma de trabajo relacionado con los motores de automóviles.
   • Balance de energía para sistemas cerrados
     • (Energía total que entra al sistema) = (Energía total que sale del sistema)
   • Calores específicos
     • Es la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia
       • clases
         • calor específico a volumen constante
           • la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia cuando el volumen se mantiene constante.
         • calor específico a presión constante
           • la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia cuando la presión se mantiene constante.
   • Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales
     • Energia interna
       • Es una función de la temperatura solamente y no de la presión o del volumen específico.
     • entalpía
       • cambio de la energía interna
     • calores especificos
       • Los calores específicos de los gases reales a presiones bajas ,los calores específicos de sustancias incompresibles dependen sólo de la temperatura.
   • Energía interna, entalpía y calores específicos de sólidos y líquidos
     • calores especificos
       • dependen sólo de la temperatura.
     • entalpia
       • h =u +Pv donde V es constante

4. CAPITULO 1:INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

   • TERMODINÁMICA Y ENERGÍA
     • termodinamica
       • ciencia de la energía.
     • La primera ley de la termodinámica
       • principio de conservación de la energía.
       • sostiene que la energía es una propiedad termodinámica.
     • segunda ley de la termodinámica
       • afirma que la energía tiene calidad así como cantidad,
   • sistemas
     • se define como una cantidad de materia o una región en el espacio elegida para análisis.
       • clases de sistemas
         • cerrado
           • solo intercambia energia
         • abierto
           • intercambia masa y energia
         • aislado
           • no interactua
   • propiedades de sistema
     • intensiva
       • son aquellas independientes de la masa de un sistema
         • ejemplos
           • temperatura
           • presión
           • densidad
     • extensiva
       • sus valores dependen del tamaño o extensión del sistema.
         • ejemplos
           • La masa total
           • volumen total
           • cantidad de movimiento total
   • estado y equilibrio
     • estado especifico
       • todas las propiedades de un sistema tienen valores fijos
     • equilibrio
       • térmico
       • mecánico
       • químico
   • procesos y ciclos
     • procesos
       • cuasiestático
         • permanece infinitesimalmente cerca de un estado de equilibrio
       • isotermico
         • la temperatura T permanece constante
       • isobárico
         • la presión P se mantiene constante
       • isocórico
         • el volumen específico v permanece constante.
   • ley cero
     • equilibrio térmico