Sistemas termodinámicos

 ¿A que se refiere la primera ley de la termodinámica? La primera ley de la termodinámica aplica el principio de conservación de energía a sistemas donde la transferir de calor y hacer un trabajo son los métodos de intercambio de energía dentro y fuera del sistema. La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía interna de un sistema ΔU, es igual al calor neto que se le transfiere Q, más el trabajo neto que se hace sobre él W. En forma de ecuación, la primera ley de la termodinámica es: ¿A qué se refiere cuando se afirma que el calor es una forma de transferir energía? El calor es una forma de transferencia de energía debido únicamente a la diferencia de temperatura.  La transferencia de calor puede alterar el estado del sistema. Los cuerpos no contienen calor; el calor es energía en transito y se identifica mientras ésta pasa a través de los límites del sistema. La cantidad de calor necesaria para ir de un estado a otro es dependiente de la trayectoria. Los pr

 Diagrama de Clapeyron Los diagramas P-V representan gráficamente el proceder de una sustancia, en sus diferentes estados ante la variación de sus coordenadas termodinámicas. Dentro de los procesos que son de especial interés en estos diagramas se debe resaltar que la representación de los procesos que suceden a temperatura constante, mediante las curvas llamadas isotermas.  Con la ecuación de estado de los gases ideales se tiene una muy buena aproximación al estudio de gases a altas temperaturas y con bajas presiones, sin embargo, no todas las situaciones se basan en gases ideales, de hecho son una idealización y no explican el comportamiento de un gas real, en especial aquellas que implican un cambio de fase. Es claro que las sustancias no obedecen esta ecuación y el diagrama pV asociado, también llamado diagrama de Clapeyron es más complejo. Cada punto en el diagrama PV representa un estado diferente del gas (uno para cada temperatura y volumen posibles). Conforme el gas sigue u

 ¿Qué son los procesos en un gas ideal isotérmico? Se denomina proceso isotérmico es una transformación termodinámica a temperatura constante. Es decir, una variación del estado de un sistema físico durante el cual la temperatura del sistema permanece constante.  Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y, en un proceso isotérmico permanece constante en la expansión, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas:      Q = W .  Los termostatos son dispositivos que pueden mantener un valor de temperatura constante. ¿Qué son los procesos en un gas ideal isobárico? Es un cambio en el estado de una cierta cantidad de materia en la que la presión permanece constante. Lo que sí cambia es una o más de sus variables de estado. Si se transfiere calor al sistema se realiza trabajo y también cambia la energía interna del sistema. El proceso isobárico se rige por la ley de Charles. Según la ley de Charles, para una masa fija de gas ideal a presión c

 ¿Qué son los procesos termodinámicos? Se denomina proceso termodinámico a la evolución de unas determinadas magnitudes o propiedades en relación a un determinado sistema termodinámico. Estas propiedades se denominan propiedades termodinámicas. Para poder estudiar un proceso termodinámico se requiere que el sistema esté en equilibrio termodinámico en el punto inicial y final del proceso. Un proceso termodinámico puede ser reversible o irreversible. Todas las transformaciones reales son irreversibles, ya que las fricciones no se pueden eliminar por completo, por lo que la condición de reversibilidad es solo una aproximación teórica. ¿Qué son los procesos termodinámicos cuasiestáticos? Es el que tiene bien definidas sus variables macroscópicas y en el que el sistema se encuentra en cada instante de tiempo en un estado infinitesimalmente cercano al estado de equilibrio. Las modificaciones ejercidas sobre el sistema por fuerzas externas, se idealizan como fuerzas que solo varían infinitesi

 ¿A que se refiere con el gas ideal y su ecuación?  Dado que es difícil describir de forma exacta un gas real, la gente creó el concepto de gas ideal como una aproximación que nos ayuda a modelar y predecir el comportamiento de los gases reales, a lo cual siguen ciertas reglas.  Las moléculas de un gas ideal no se atraen o repelen entre ellas. Suponemos que las únicas interacciones de las moléculas que componen un gas ideal son las colisiones elásticas entre ellas y con las paredes del contenedor. Las moléculas de un gas ideal , en sí mismas, no ocupan volumen alguno. El gas tiene volumen, ya que las moléculas se expanden en una gran región del espacio, pero las moléculas de un gas ideal son aproximadas por partículas puntuales que en sí mismas no tienen volumen. Tipos de gases ideales Gas ideal de Maxwell-Boltzmann Gas ideal cuántico de Bose Gas ideal cuántico de Fermi Propiedades de los gases ideales Poseen siempre un mismo número de moléculas. No tienen fuerzas de atracción o repul

 ¿A que se refiere con ecuación de estado? Son ecuaciones que se relacionan, para un sistema en equilibrio termodinámico las variables de estado que lo describen y tiene la siguiente  formula general. Sin embargo no existe una sola ecuación de estado que describa el comportamiento de todas la sustancias para todas las condiciones de presión y temperatura. ¿Qué son las variables termodinámica intensivas? Es aquella cuyo valor no depende del tamaño ni la cantidad de materia del sistema, dicho de otra forma, tiene el mismo valor que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas del mismo. Por ejemplo la temperatura y la presión .  ¿Qué son las variables termodinámicas extensivas? Es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que se describe. Esta magnitud puede ser expresada como suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original. Un buen ejemplo es la masa y el volumen. Referencias. Termodinámica fundamental de José María