Leyes de la Termodinámica

Leyes de la Termodinámica

1. Variables Termodinámicas

   • Son las magnitudes que se emplean para describir el estado de un sistema termodinámico.
     • Masa (Kg o mol), Volumen (m3), Presion (Pa o atm) y Temperatura (K).

2. Sistema Termodinámico

   • Porcion aislada del universo por fronteras que separan al sistema de sus alrededores, las fronteras pueden ser fisicas (paredes adiabaticas o diatermicas) o abstractas (matematicas).
     • AISLADOS
       • No intercambia materia ni energia con su entorno.
     • ABIERTOS
       • Intercambian materia y energia con su entorno.
     • CERRADOS
       • Intercambia energia con su entorno, pero no materia.

3. ΔS universo ˃ 0

   • Segunda Ley de la Termodinámica
     • Impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia en los motores térmicos.
       • Motores Térmicos (Ley de Kelvin-Planck)
         • Es imposible extraer una cantidad de calor QH de un foco caliente, y usarla toda ella para producir trabajo.
       • Segunda Ley: El Refrigerador
         • El calor no fluye desde un cuerpo frío a uno mas caliente, sin producir ningún trabajo que genere este flujo.
       • Entropía
         • Los procesos irreversibles del calor suceden en una dirección: la entropía aumenta; el calor fluye de objetos calientes a los fríos.

4. Leyes de los gases

   • Ley de Charles
     • El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del gas, a presión constante.
     • Ley de Avogadro
       • Las moléculas-gramo (mol) de los gases, a igual presión y temperatura, ocupan el mismo volumen.
   • Ley de Gay-Lussac
     • La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura, a volumen constante.
   • Ley de Boyle
     • El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que se le aplica, cuando la temperatura es constante.

5. Procesos Termodinámicos

   • Cambios en las variables termodinamicas que caracterizan al sistema.
   • ISOTÉRMICO: aquel en el que la temperatura del sistema se mantiene constante.
     • ISOBÁRICO: experimenta una muestra gaseosa a presión constante.
       • ISOCÓRICO: el volumen permanece constante.
         • ADIABÁTICO: no permite el intercambio de calor.
   • Transformaciones
     • Q=Δu+W
       • Q= Energía Δu=Incremento de la energía interna de sun sistema termodinamico W= Trabajo
     • Isobárica: Regido Por la ley de Charles Vo/To=V/T
       • Q= Δu + P(V-Vo)
         • Isotérmica: Por la ley de Boyle-Mariotte Po/P = V/Vo
           • Q= W
     • Isocórica: Por la Ley de Gay-Lussac Po/To=P/T
       • Q= Δu = U-Uo
         • Adiabática
           • Q= 0 Q=Δu + W 0= Δu + W -W= Δu

6. Δ E universo = 0

   • Primera Ley de la Termodinámica
     • La energía interna de un sistema aumenta cuando se le transfiere calor o se realiza un trabajo sobre él.
     • Se basa en sistemas en equilibrio.
     • Es la aplicación a procesos térmicos del principio "La energía no se crea, ni se destruye, solo se transforma".

7. Ley cero de la Termodinámica

   • Establece que, cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí.
   • Equilibrio Térmico
     • El equilibrio térmico se presenta cuando dos cuerpos con temperaturas diferentes se ponen en contacto, y el que tiene mayor temperatura cede energía térmica en forma de calor al que tiene más baja, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura.

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