Termodinamica Trabajo Monografico Completo Apa Uap
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termodinamica...
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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
FACULTAD DE MEDICINA HUMANA E.A.P. PSICOLOGÍA TEMA:
TERMODINÁMICA CURSO:
METODOLOGÍA UNIVERSIT UNIVER SITARIA ARIA DOCENTE
: SI SIERRA MATOS, Jo Jose Agustin
ALUMNO
: RUIZ ORE, Danie
CICLO
:I !UANCAVELICA " #ER$
2015
i
ii
AGRADECIMIENTO A DIOS DIOS POR DARME LA VIDA. A MI INSTITUCIÓN SUPERIOR POR ACOGERME Y OTORGARME LO MEJOR DE SUS CDOCENTES QUIENES ME BRINDAN SUS CONOCIMIENTOS PARA PODER FORJARME UN GRAN FUTURO PROFESIONAL. A MI FAMILIA POR COMPRENDERME COMPRENDERME Y ACOGERME CON LA ÚNICA MIRA DE PODER LOGRAR MI META PROFESIONAL.
iii
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iv
INTRODUCCION C!+! +%c*# di#ci'&i)#5 & "e(+!di)6+ic #%(1e de &!# '(!cedi+ie)"!# e+'/(ic!# $%e &&e2(!) & c!)#"(%cci4) de e&e+e)"!# $%e "e(+i)(!) #ie)d! +% 7"i&e# '( e& de#((!&&! de & 2id de& *!+-(e. C(ee+!# $%e & "e(+!di)6+ic e# %) c#! +% e#'eci& de-id! $%e #%# i)ici!# #e 'ie(de) e) & )!c*e de &!# "ie+'!# +ie)"(# $%e e) & c"%&idd &!# e#"%di!# #!-(e e& 'e(0ecci!)+ie)"! de &# +6$%i)# "8(+ic# #i1%e) #ie)d! de e#'eci& i+'!(")ci5 +# %) #i "!++!# e) c%e)" & i+'!(")ci $%e (e2i#"e) "e+# de ")" c"%&idd c!+! & c!)"+i)ci4) . E& !(i1e) 0%8 #i) &%1( d%d# & c%(i!#idd $%e de#'e("( e& +!2i+ie)"! '(!d%cid! '!( & e)e(1/ de& 2'!( de 1%. S% de#((!&&! 0%8 "!+)d! c!+! !-,e"i2! '(i)ci'& e& 'e(0ecci!)+ie)"! de &# "ec)!&!1i# '&icd# c!) e& 0i) de *ce( +# 0ci& & 2id de& *!+-(e5 (ee+'&9)d! e& "(-,! +)%& '!( & +6$%i) $%e 0ci&i"- #% (e&i9ci4) &!1(- +!( ('ide95 e#"!# 2)ce# $%e 1(2i"-) di(ec"+e)"e e) & ec!)!+/5 '!( e&&! e& i)ici! #e e)c%e)"( e) e& -!+-e! de 1%# de& i)"e(i!( de &# +i)# e& "()#'!("e. M# "(de #e i)"e)#i0ic(!) &!# e#0%e(9!# '!( &!1(( e& +63i+! de (e)di+ie)"! &! $%e &&e24 & )ece#idd de &!1(( %) c!)!ci+ie)"! '(!0%)d! c-d! de &# &ee# '(i)ci'i!# $%e (e1i) &# !'e(ci!)e# (e&i9d# c!) e& 2'!(. E& c+'! de & "e(+!di)6+ic #% 0%e)"e '(i+i"i2 de (ec%(#!# #e +'&/ e) & +edid e) $%e #e i)c!('!() )%e2# 6(e# c!+! &# (e0e(e)"e# &!# +!"!(e# de c!+-%#"i4) i)"e() %&"i++e)"e &!# c!*e"e#. L c!)#"(%cci4) de 1()de# c&de(# '( '(!d%ci( e)!(+e# c)"idde# de "(-,! +(c "+-ie) & c"%&idd de & i+'!(")ci de& -i)!+i! +6$%i)#"8(+ic#:"e(+!di)6+ic. E) (e#%+e); e) e& c!+ie)9! #e '("i4 de& %#! de &# '(!'iedde# de& 2'!( '( #%cci!)( 1% de &# +i)#5 c!) (e)di+ie)"!# i)#i1)i0ic)"e#5 *! #e "(" de &!1(( &# +63i+# '!"e)ci# c!) %) +/)i+! de c!)"+i)ci4) %) +63i+! de ec!)!+/. P( (e&i9( %) #!+e( de#c(i'ci4) de& 2)ce de & "e(+!di)6+ic "(28# de &!# "ie+'!# & c!+e)9+!# ide)"i0ic)d! c!) &# '(i+i"i2# +6$%i)# "8(+ic# di2idi+!# #% de#c(i'ci4) e) "(e# e"'#5 '(i+e(! & $%e di+!# e) &&+( e+'/(ic5 & #e1%) & "ec)!&41ic & "e(ce( & cie)"/0ic.
v
ÍNDICE
CAR
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ETAPA CIENTÍFICA.
@
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SITUACIÓN ACTUAL
CAPÍTULO II
ASPECTOS GENERALES >.=
DEFINICIÓN
>.>
TEMPERATURA
>.?
TEMPERATURA ABSOLUTA
>.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
=
>.@
CALOR ESPECÍFICO
=>
>.
POTENCIA
=>
>..
EFICIENCIA
=?
>.
ENTALPÍA
=?
>.
ENTROPÍA
=
vi
CAPÍTULO III LEYES DE LA TERMODIN
CATEGORÍAS PRINCIPALES DE SISTEMAS TERMODIN
BIBLIOGRAFÍA
>
ANEOS
>
vii
CAPÍTULO I HISTORIA DE LA TERMODINÁMICA 1.1
LA ETAPA EMPÍRICA L!# !(/1e)e# de & "e(+!di)6+ic )ce) de & '%( e3'e(ie)ci de *&&91!# c#%&e# $%e 0%e(!) 'e(0ecci!)6)d!#e c!) e& '#! de& "ie+'!. A&1%)# de &# +6$%i)# "8(+ic# $%e #e c!)#"(%e(!) e) & )"i1edd 0%e(!) "!+d# c!+! +e( c%(i!#idd de &-!("!(i!5 !"(!# #e di#e(!) c!) e& 0i) de "(-,( e) '(!'4#i"!# e+i)e)"e+e)"e '(6c"ic!#. E) "ie+'!# de& de& )ci+ie)"! de C(i#"! e3i#"i) &1%)!# +!de&!# de +6$%i)# "8(+ic#5 e)"e)did# e) e# 8'!c c!+! i)#"(%+e)"!# '( & c(eci4) de +!2i+ie)"!# %"4)!+!#5 #i) & '("ici'ci4) de & "(cci4) #)1(e. E& i)1e)i! +6# c!)!cid!# '!( &# c(4)ic# de & 8'!c e# & e!&i'i& de He(4) $%e %#- & (ecci4) '(!d%cid '!( e& 2'!( & #&i( '!( %) !(i0ici! '( &!1(( %) +!2i+ie)"!. E#" +6$%i) e# & '(i+e( '&icci4)de& '(i)ci'i! $%e %#) c"%&+e)"e &# &&+d# "%(-i)# de (ecci4). = L *i#"!(i c%e)" $%e e) => Gi!2))i B()c di#e4 %) +6$%i) c'9 de (e&i9( %) +!2i+ie)"! e) -#e & i+'%&#! $%e '(!d%c/ #!-(e %) (%ed e& 2'!( $%e #&/ '!( %) c!. N! #e #-e cie)ci cie(" #i & +6$%i) de B()c #e c!)#"(%45 'e(!5 e# c&(! $%e e# e& '(i+e( i)"e)"! de c!)#"(%cci4) de &# $%e *! #e &&+) "%(-i)# de cci4). L +!( '&icci4) de &# '!#i-i&idde# de & +6$%i) c!+! (ee+'&9)"e de & "(cci4) #)1(e c!)#i#"/ e) & e&e2ci4) de 1% de#de e& 0!)d! de &#
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LA ETAPA TECNOLÓGICA. Se17) &! dic*! & -!+- de S2e( )! c!)"e)/ e&e+e)"!# +42i&e#5 e3ce'"! &# 26&2%&# de cci!)+ie)"! +)%&5 0%)ci!)- *cie)d! e& 2c/!5 de & +i#+ +)e( e) $%e *!( &! *ce) &# -!+-# #'i()"e#5 '!( e&&! & &"%( de e&e2ci4) de& 1% e( +% '!c $%e c!) %) 2c/! 'e(0ec"! #e &&e1(/ &!1(( %) c!&%+) de 1% de =.?? +e"(!#5 'e(!5 &"ec)!&!1/ de e# 8'!c )! e( dec%d '( e& &!1(! de 2ci!# e&e2d!#. E& '(i+e( '("! e&e+e)"! $%e '!d(i+!# c!)#ide(( c!+! %) +6$%i) '(!'i+e)"e dic*5 '!( '!#ee( '("e# +42i&e#5 e# & c!)!cid c!+! +6$%i) de 2'!( de T*!+# Nec!+e) c!)#"(%/d e) ==>. L i))!2ci4) c!)#i#"i4 e) & %"i&i9ci4) de& 2c/! de& ci&i)d(! '( +!2e( %) 'i#"4) $%e #% 2e9 '(!2e/ +!2i+ie)"! %) -(9! de '&)c $%e c"%- #!-(e %) -!+- c!)2e)ci!)& de &# &&+d# #'i()"e:i+'e&e)"e. P!de+!# 0i(+( $%e e# & '(i+e( +6$%) &"e()"i2 de +& $%e #e "ie)e c!)!ci+ie)"! $%e c!) e&& c!+ie)9 & *i#"!(i de &# +6$%i)# "8(+ic#. L# di+e)#i!)e# de& ci&i)d(!5 4(1)! '(i)ci'& '( & c(eci4) de& +!2i+ie):"!5 e(); @?5? c+ de di6+e"(! >5 +e"(!# de &"%(5 '(!d%c/ => c((e(# '!( +i)%"! e&e2- = &i"(!# de 1% de#de %) '(!0%)didd de 5@ +e"(!#. E& '(i)ci'& '(!1(e#! $%e #e i)c!('!( c!) & +6$%i) de Nec!+e) c!)#i#:"e e) $%e & '(!d%cci4) de %) +!2i+ie)"! !#ci&"!(i! *-i&i" e& %#! de & +6$%i) '( !"(!# #e(2ici!# $%e (e$%ie() +!2i+ie)"! &"e()"i2!5 e# deci(5 de 2i28). E)
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SITUACIÓN ACTUAL H! #e * &&e1d! %)i)"e(e#)"e 'e(0ecci!)+ie)"! de &# +6$%i)# "8(+ic#5 #!-(e %) "e!(/ -#d e) &# i)2e#"i1ci!)e# de C&%#i%#5 e&2i) C()!"5 c%!# '(i)ci'i!# e#"6) "!d2/ e) 2i1e)ci5 & 2(iedd de +6$%i)# "8(+ic# 2 de#de &# 1()de# c&de(# de &# ce)"(&e#
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3
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6
CAPÍTULO II ASPECTOS GENERALES 2.1
DEFINICIÓN E& "8(+i)! "e(+!di)6+ic '(!2ie)e de d!# '&-(# de (/9; "e(+!5 $%e #i1)i0ic c&!( di)6+ic!#5 $%e #i1)i0ic & e)e(1/ e) +!2i+ie)"!5 ! de '!de(. E#"! "+-i8) e3'&ic '!( $%8 &# &ee# de & "e(+!di)6+ic #!) 2ece# 2i#"!# c!+! &ee# de E)e(1/ de c&e)"+ie)"!. P%e#"! $%e e& c&!( e# e)e(1/ "8(+ic5 #i+'&e+e)"e5 e) e#"e c'/"%&!5 2+!# (e2i#( c!)ce'"!# -6#ic!# de e)e(1/ #e)"( &# -#e# '( & di#c%#i4) 0!)d! #!-(e & e)e(1/ de c&!( e#"-&ece( e& "!)! '( e& de-"e #!-(e &!# "e+# +6# c!+'&e,!# e) & "e(+!di)6+ic. L c'cidd de %) !-,e"!5 %) e)"idd ! %) #i#"e+ '( (e&i9( %) "(-,! #e &&+ e)e(1/. L e)e(1/ e# %) +1)i"%d 0/#ic e#c&(. E) e& Si#"e+ I)"e()ci!)& de U)idde# KSI5 & e)e(1/ #e +ide e) Ne"!): +e"(!# KN+ ! J!%&e#5 +ie)"(# $%e e) e& #i#"e+ de %)idde# de U.S.5 & e)e(1/ #e +ide e) 'ie#:&-05 B"%#5 ! c&!(/#. E) e& c+'! de & e&ec"(icidd5 & e)e(1/ #e +ide e) ""#:*!( K*5 i&!""#:*!( K*5 1i1""#:*!( KG*5 "e(""#:*!( KT*5 e"c %)idde# '( & e)e(1/5 "&e# c!+! 'ie#: &-# N+5 #e&ecci!)e & e$%i2&e)ci de & e)e(1/ c!) %) "!($%e K+!+e)"! e& "(-,!. L e)e(1/ e3i#"e e) +%c*# 0!(+#. A&1%)# de &# 0!(+# +6# c!+%)e# de e)e(1/ %)idde# #!cid#5 #!) &!# #i1%ie)"e#; @
i)e"ic E)e(15 +edid! e) 'ie#:&-05 BTU#5 J!%&e#5 N+ K= N+ = J!%&e5
e"c. C%)d!5 B"% e# #i)4)i+! de %)idde# "8(+ic# -(i"6)ic# P!"e)ci& E)e(15 +edid! e) 'ie#:&-05 BTU#5 J!%&e#5 N+5 e"c
4
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E)e(1 "8(+ic5 ! c&!( KQX c!+7)+e)"e +edid! e) c&!(/#5 BTU#5
J!%&e#5 e"c. E)e(1 I)"e() KUX c!+7)+e)"e +edid! e) c&5 c&!(/# ! J!%&e#. E)e(1/ e&8c"(ic5 +edid! e) ""#:*!( K*5 i&!"":*!( K* &!#
2.2
c2&!# de 0%e(9:*!( KHP:*!(#5 e"c. E)e(1/ 1(2i"ci!)&5 +edid! e) 'ie#:&-05 J!%&e#5 N+5 e"c. L e)e(1/ de #!)id!5 +edid e) J!%&e#. E)e(1/ de L%9X #e +ide e) J!%&e#. L e)e(1/ e&6#"ic5 +edid! e) 'ie#:&-05 BTU5 J!%&e#5 N+5 e"c. E)e(1/ e&ec"(!+1)8"ic5 +edid e) J!%&e#. E)e(1 P(e#i4)5 +edid e) 'ie#:&-05 BTU5 J!%&e#5 N+5 e"c.
TEMPERATURA L "e+'e("%( '%ede #e( de0i)id c!+! %) +edid de & e)e(1/ ci)8"ic +edi de &# '("/c%&# e) %) #%#")ci5 d!)de dic* e)e(1/ e# di(ec"+e)"e '(!'!(ci!)& & 1(d! de c&!( ! 0(/! de & #%#")ci. Mie)"(# $%e & "e+'e("%( e# %)! de &!# '(i)ci'&e# '(6+e"(!# de & "e(+!di)6+ic5 de-e $%ed( c&(! $%e & "e+'e("%( )! e# %) +edid di(ec" de c&!(5 Q. Te+'e("%( e#5 #i) e+-(1!5 e# %) '(6+e"(! $%e e# i)#"(%+e)"& e) & de"e(+i)ci4) de & di(ecci4) de& 0&%,! de c&!(5 Q. E) $%e5 e& c&!( 2i, de c%e('!# "e+'e("%( +6# &" &!# c%e('!# "e+'e("%( +6# -,. E#"e ''e& de & "e+'e("%( c!)c%e(d c!) &# &ee# de & "e(+!di)6+ic. De#de & 'e(#'ec"i2 de & 0/#ic5 & "e+'e("%( e# %) i)dicd!( de& )i2e& de & e)e(1/ ci)8"ic '!#e/d '!( 6"!+!# +!&8c%&# e) &# #%#")ci#. E) &!# #4&id!#5 +!( "e+'e("%(5 &!# 6"!+!# !#ci&) ! 2i-() %) 0(ec%e)ci +6# &". E) &!# 1#e# "4+ic!#5 &!# 6"!+!#5 "e+'e("%(# +6# &"#5 "ie)de) e3*i-i( %) +!2i+ie)"! +6# (6'id! de "(#&ci4). E) &!# 1#e# +!&ec%&(e#5 &# +!&8c% "e+'e("%(# +6# &"#5 "ie)de) +!#"(( +!(e# "## de +!2i+ie)"! 2i-(ci!)& (!"ci!)&. A 'e#( de $%e5 '( %) #i#"e+ e) e$%i&i-(i! "8(+ic! %) 2!&%+e) c!)#")"e5 & "e+'e("%( e# "e(+!di)6+ic+e)"e de0i)id e) "8(+i)!# de #% e)e(1/ KE & e)"(!'/ KS5 c!+! #e +%e#"( e) & ec%ci4) 5 di0e(e)ci de & '(e#i4)5 "e+'e("%( )! e# c!+7)+e)"e (ec!)!cid c!+! %) e)"idd de(i2d 5 '!( &! ")"!5 &# %)idde# de "e+'e("%( $%e )! #e de(i2) de &# %)idde# de !"(# e)"idde# i)de'e)die)"e# KA)de(#!)5 G.M. >@X A&2e#5 L. M. >X R%05 S. B. >=>.
8
Ec%ci4) =. E& #/+-!&! %)i2e(#& de & "e+'e("%( e#; T. L %)idd de & "e+'e("%(5 e) e& SI5 ! +8"(ic5 e# WC ! 1(d!# Ce&#i%#. E) e& #i#"e+ de & e#c& de "e+'e("%( Ce&#i%#5 WC (e'(e#e)" e& '%)"! de c!)1e&ci4) de& 1%. L %)idd '( & "e+'e("%(5 e) &!# U.S. ! i+'e(i&5 WF ! 1(d!# F*(e)*ei". E) e& #i#"e+ de & e#c& de "e+'e("%( F*(e)*ei"5 ?> WF ! 1(d!# F*(e)*ei" (e'(e#e)" e& '%)"! de c!)1e&ci4) de& 1%. 2.3
TEMPERATURA ABSOLUTA A di0e(e)ci de& #i#"e+ de & e#c& de "e+'e("%( Ce&#i%#5 d!)de WC (e'(e#e)" e& '%)"! de c!)1e&ci4) de& 1%5 & e#c& de "e+'e("%( -#!&%" de0i)e i)de'e)die)"e de & "e+'e("%( de &# '(!'iedde# de c%&$%ie( #%#")ci e#'ec/0ic. De c%e(d! c!) &# &ee# de & "e(+!di)6+ic5 e& ce(! -#!&%"! )! #e '%ede &c)9(5 '!($%e e#"! (e$%e(i(/ %) #i#"e+ "e(+!di)6+ic! $%e #e( e&i+i)d! '!( c!+'&e"! de& (e#"! de& %)i2e(#!. E& ce(! -#!&%"! e# & "e+'e("%( "e4(ic e) & c%& & e)"(!'/ &c)9(6 #% 2&!( +/)i+!. E& ce(! -#!&%"! #e de0i)e c!+! W e) & e#c& de e&2i) c!+! :>?5=@ WC e) & e#c& Ce&#i%#. E#"! e$%i2&e :@5 WF e) & e#c& F*(e)*ei". Se '!#"%& $%e %) #i#"e+ e) e& ce(! -#!&%"! '!#ee(/ $%)"%+ 0i)i"!5 +ec6)ic5 e)e(1/ de '%)"! ce(!. E) !"(# '&-(#5 +ie)"(# $%e e& +!2i+ie)"! +!&ec%&( )! ce#( '!( c!+'&e"! e) e& ce(! -#!&%"!5 e& #i#"e+ c(ece(/ de #%0icie)"e e)e(1/ '( i)ici( ! +)"e)e( & "()#0e(e)ci de & e)e(1/ !"(!# #i#"e+#. Se(/5 '!( &! ")"!5 #e( +6# e3c"! deci( $%e & e)e(1/ ci)8"ic +!&ec%&( e# +/)i+! e) e& ce(! -#!&%"!. De c%e(d! & #e1%)d &e de & "e(+!di)6+ic K$%e #e e3+i)) +6# de&)"e e) e#"e "e3"!5 "e+'e("%(# ce(c)# & ce(! -#!&%"!5 e& c+-i! e) & e)"(!'/ "ie)de ce(!. E#"! c!)c%e(d c!) & e#"i'%&ci4) de $%e &# "e+'e("%(# de &!# #i#"e+# % 4(1)!# #e ce(c) & ce(! -#!&%"!5 & "()#0e(e)ci de e)e(1/ "8(+ic di#+i)%e. L ec%ci4) e# e)%)cid! +"e+6"ic! de & Se1%)d Le de & Te(+!di)6+ic.
6
CHANG5 R+!)d. Q%/+ic KW Edici4) Edi"!(i& McG( : Hi&&. M83ic!. =>. P61i)# >>
9
Ec%ci4) >. 2.4
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA L &e de c!)#e(2ci4) de & e)e(1/ e#"-&ece $%e & e)e(1/ '%ede "()#0!(+(#e de %) 0!(+ !"(5 'e(! )! '%ede #e( c(ed )i de#"(%id. E#"! #e '%ede e3'(e#( +"e+6"ic+e)"e c!+!;
For!" #$ $%$r&'! $% $()%*(! + "*",$!" ,$ro#*%)*(!" E%$r&'! -o,$%(*! L e)e(1/ '!"e)ci& #e de0i)e c!+! & e)e(1/ '!#e/d '!( %) !-,e"! e) 2i("%d de #% &"%( ! e&e2ci4). L e)e(1/ '!"e)ci& '%ede #e( de0i)id!5 +"e+6"ic+e)"e5 de & #i1%ie)"e +)e(;
E%$r&'! (*%/,*(! L e)e(1/ ci)8"ic #e de0i)e c!+! & e)e(1/ '!#e/d '!( %) !-,e"! e) 2i("%d de #% +!2i+ie)"!. L e)e(1/ ci)8"ic #e '%ede de0i)i(5 +"e+6"ic+e)"e5 de & #i1%ie)"e +)e(;
10
E%$r&'! #$ Pr$"*0% L e)e(1/ &+ce)d e) %) #i#"e+ e) 0!(+ de '(e#i4) #e c!)!ce c!+! e)e(1/ de '(e#i4) . P!( e,e+'&!5 & e)e(1/ &+ce)d e) %) ")$%e de i(e c!+'(i+id! e# e)e(1/ de '(e#i4). E)e(1/ de '(e#i4) #e '%ede e3'(e#( +"e+6"ic+e)"e de & #i1%ie)"e +)e(;
E (!or + ! $%$r&'! *%,$r%! #$ % "*",$! Si #e 1(e1 ! $%i" de %) #i#"e+5 e& c&!( Q e) %#e)ci de (ed (e&i9d! '!( ! e) e& #i#"e+5 e& c+-i! e) & e)e(1/ i)"e() U de %) #i#"e+ #e(/;
C%)d! Q e# '!#i"i2! c%)d! e& c&!( 0&%e e) %) #i#"e+ "e(+!di)6+ic! e# )e1"i2! c%)d! e& c&!( #&e de %) #i#"e+.
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CHANG5 R+!)d. Q%/+ic KW Edici4) Edi"!(i& McG( : Hi&&. M83ic!. =>. P61i)#
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E)e(1/ i)"e() e#'ec/0ic % #e de0i)e c!+! & e)e(1/ i)"e() '!( %)idd de +#. L# %)idde# de e)e(1/ i)"e() #!) B"%&-+5 e) e& #i#"e+ de U.S. #!) J15 e) e& #i#"e+ +8"(ic! ! #i#"e+ SI. 2.
CALOR ESPECÍFICO E& c&!( e#'ec/0ic! #e de0i)e c!+! & c)"idd de c&!(5 Q5 (e$%e(id! '( c+-i( & "e+'e("%( de & +# +Z de %) #%#")ci '!(
T. E&
#/+-!&! '( e& c&!( e#'ec/0ic! e# cZ. L 04(+%& +"e+6"ic '( e& c&!( e#'ec/0ic! de &!# #4&id!# &/$%id!# e#; c QK+. T 2.
Ec%ci4)
POTENCIA E& c!)ce'"! de '!de( #e i)"(!d%,! -(e2e+e)"e e) e& c'/"%&! )"e(i!(. I)"(!d%,i+!# e& *ec*! de $%e e& '!de( e# & "# de (e)di+ie)"! de& "(-,!5 ! P T(-,!Tie+'! "()#c%((id! $%e %) de &# 0!(+# de e)e(1/ #e '%ede c&c%&( e# "(28# de & (e&ci4) +"e+6"ic P!"e)ci F%e(9 3 Ve&!cidd. L c!)"('("id de & 7&"i+ 04(+%& de '!de(5 e) e& 6+-i"! de& +!2i+ie)"! de (!"ci4)5 #e(/ P!"e)ci T!($%e 3 2e&!cidd de (!"ci4). 2..1 UNIDADES DE POTENCIA U.S.Si#"e+ de %)idd I+'e(i&; *'5 0":&-0#ec5 0":&-0+i)5 B"%#e1 SI ! +8"(ic!; ""#5 5 M5 G5 T K= => 2..2 FACTORES DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA COMN EN EL SISTEMA SI = J# = N:+# = = J # = = = M =.@@ J# = B"%# =CV ""# . @@ 0":&-0#ec P%e#"! $%e &# %)idde# de '!"e)ci e)e(1/ #e c!)0%)de) +e)%d!5 "+-i8) 2+!# e3+i)( &# %)idde# c!+%)e# de e)e(1/ '( $%e &# #i+i&i"%de# di0e(e)ci# e)"(e &# %)idde# de '!"e)ci e)e(1/ '%ede) #e( !-#e(2d!# )!"d!#.
12
2..3 UNIDADES DE ENERGÍA U.S.Si#"e+ de %)idd I+'e(i&; 0":&-05 B"% SI ! Si#"e+ de %)idd +8"(ic! N+5 J!%&e# ! J5 *5 *5 M*5 G*5 T* K= => * Fc"!(e# de c!)2e(#i4) e)e(18"ic c!+7) = J = N:+ = 3 = * = * = 3 =* = * = 3 =* = M* = B"% =5@@ J =.@@ J = B"% 0":&-0 = *' 3 = *!( = *':*!( 2.5.
EFICIENCIA L e0icie)ci #e de0i)e5 1e)e(&+e)"e5 c!+! & (e&ci4) de & #&id & e)"(d. L #&id & e)"(d '%ede) e#"( e) 0!(+ de '!de(5 & e)e(1/ ! e& "(-,!. E0icie)ci #%+e %) de0i)ici4) +6# e#'ec/0ic c%)d! #e c!)#ide( e) e& c!)"e3"! de %) 0!(+ e#'ec/0ic de e)e(1/5 e& "(-,! ! & '!"e)ci. E& c!)ce'"! de e0icie)ci5 c%)d! #e '&ic e) e& d!+i)i! de & "e(+!di)6+ic5 '%ede i+'&ic( e& '!de(5 & e)e(1/ ! e& "(-,!. E) & "e(+!di)6+ic5 c%)d! & e)e(1/ e# e& !-,e"! de )6&i#i#5 & e0icci #e de0i)e c!+! #i1%e;
2.6
ENTALPÍA L e)"&'/ #e de0i)e c!+! e& c!)"e)id! "!"& de c&!( ! e)e(1/ 7"i& "!"& de %) #%#")ci. E& #/+-!&! de e)"&'/ e# *. E)"&'/ "+-i8) #e c!)#ide( $%e e# & #%+ de & e)e(1/ i)"e() % e& 0&%,! de e)e(1/ K! "(-,! de 0&%,! '.V
E#" de0i)ici4) de e)"&'/ #e '%ede e3'(e#(
+"e+6"ic+e)"e de & #i1%ie)"e +)e(; C!) e& 0i) de +)"e)e( & c!*e(e)ci de %)idde# "e(+!di)6+ic# e) #i"%ci!)e# '(6c"ic#5 d!)de e& c6&c%&! #e (e&i9 e) %)idde# de U.S.5 %) 0!(+ +6# dec%d de & ec%ci4) de e)"&'/ . Te)1 e) c%e)" $%e e) e& #i#"e+ de %)idde# SI5 %) 2e(#i4) &"e()"i2 de & ec%ci4) e)"&'/ Ec%ci4) ? )! e# )ece#(i! '!($%e &# %)idde# de & ec%ci4) ?? #!) c!)1(%e)"e#.
13
E)"&'/ "+-i8) #e '%ede) c%)"i0ic( e) 0!(+ +!&(. E) 0!(+ +!&(5 e)"&'/ #e c!)!ce c!+! e)"&'/ +!&( (e'(e#e)"d! '!( e& #/+-!&! H. L# %)idde# '( +!&( e)"&'/ H #!) B"% &-+!&e5 e) e& #i#"e+ de &!# U.S5 #!) J +!&5 e) e& #i#"e+ +8"(ic! ! #i#"e+ SI. C%)d! %) +!& de %) #%#")ci #e de0i)e ! #e c&c%& +edi)"e & di2i#i4) de & +# de dic* #%#")ci '!( e& 'e#! "4+ic! de & #%#")ci5 #i e# %) #4&id!5 ! '!( e& 'e#! +!&ec%&(5 #i e# %) &/$%id! ! 1#. L ec%ci4) +"e+6"ic '( & e)"&'/ +!&( de H5 e# & #i1%ie)"e; H U [ '.V
Ec%ci4) =
C%)d!5 U M!&( i)"e(i!( de & e)e(1/5 '%ede #e( e3'(e#d! e) B"%&-+!& KU.S. U)idde# ! J +!& K%)idde# SI ' '(e#i4) -#!&%" #e +ide e) P KU)idde# SI5 &i-(# '!( 'ie c%d(d! KU)idde# de U.S. ! &-00"> V 2!&%+e) +!&( e#'ec/0ic! +edid! e) + ?+!& KU)idde# SI5 ! 0"?&-+!&e KU)idde# de U.S. 2.7
ENTROPÍA L e)"(!'/ #e de0i)e c!+! & 0!(+ )! '(!d%c"!(e# de "(-,! de & e)e(1/. T+-i8) e# c!)#ide(d! c!+! & e)e(1/ $%e )! e#"6 di#'!)i-&e '( (e&i9( "(-,! 7"i& e) %) de"e(+i)d! e)"!()!. E& #/+-!&! de & e)"(!'/ e# #. A&1%)!# *ec*!#5 '(i)ci'i!# &ee# #!cid# & e)"(!'/ #e (e#%+e) c!)"i)%ci4);
A%+e)"! de & e)"(!'/ #e (e0ie(e & '(!d%cci4) c!+! & e)"(!'/. L e)"(!'/ -#!&%" "!"& de %) #i#"e+ #e dice $%e e# i1%& & #%+ de "!d# &# e)"(!'/# -#!&%"# $%e #e *) '(!d%cid! d%()"e & 2id de& #i#"e+.
De c%e(d! c!) & "e(ce( &e de & "e(+!di)6+ic5 & e)"(!'/ -#!&%" de %) #4&id! c(i#"&i)! 'e(0ec"!5 e) e$%i&i-(i! "e(+!di)6+ic!5 #e '(!3i+ ce(! +edid $%e & "e+'e("%( #e '(!3i+ & ce(! -#!&%"!. S
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CAPÍTULO III LEYES DE LA TERMODINÁMICA 3.1
GENERALIDADES E#"e c'/"%&! )&i9 &# '(i)ci'&e# c"e1!(/# de &!# #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# -#d!# e) #% i)"e(cci4) c!) e& e)"!()! ! +edi! +-ie)"e. L# "(e# c"e1!(/# '(i)ci'&e# de &!# #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# #!) i)"(!d%cid!# &# di0e(e)ci# 0%)d+e)"&e# $%e e3i#"e) e)"(e e&&# #e e3'&ic). L di0e(e)cici4) e)"(e &!# "(e# "i'!# de #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# #e (e0%e(9 "(28# de "-&# de (e0e(e)ci# c(%9d# de '(!'iedde# c(c"e(/#"ic#. Dd! $%e &!# #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# -ie("!# #!) &1! +6# c!+7) $%e !"(!# "i'!# de #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# KR%05 S. B. >=>.
3.2
CATEGORÍAS PRINCIPALES DE SISTEMAS TERMODINÁMICAS Si#"e+# "e(+!di)6+ic!# #e '%ede) c&#i0ic( e) +i&e# de 0!(+#. Si) e+-(1!5 e) e#"e c'/"%&! )!# ce)"((e+!# e) & c"e1!(i9ci4) de &!# #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# -#d!# e) #% i)"e(cci4) c!) e& e)"!()! ! +edi! +-ie)"e. De#de e& #i#"e+ e& e)"!()! "e(+!di)6+ic! 'e(#'ec"i2 i)"e(095 #i#"e+# "e(+!di)6+ic!# #e '%ede) c&#i0ic( de & #i1%ie)"e +)e(; =. Si#"e+# "e(+!di)6+ic!# A-ie("!# >. Si#"e+# "e(+!di)6+ic!# Ce((d!
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PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA; Pe(+/"#e $%e %) #i#"e+ c+-ie de %) e#"d! i)ici& de e$%i&i-(i! 5 %) e#"d! 0i)& de e$%i&i-(i! 5 e) %) c+i)! de"e(+i)d!5 #ie)d! e& c&!( -#!(-id! '!( e& #i#"e+ e& "(-,! *ec*! '!( e& #i#"e+. De#'%8# c&c%&+!# e& 2&!( de . A c!)"i)%ci4) c+-i+!# e& #i#"e+ de#de e& +i#+! e#"d! *#" e& e#"d! 0i)& 5 'e(! e) e#" !c#i4) '!( % ) c+i)! di0e(e)"e. L! *ce+!# e#"! %) !"( 2e95 %#)d! di0e(e)"e# c+i)!# e) cd c#!. E)c!)"(+!# $%e e) "!d!# &!# i)"e)"!# e# & +i#+. E#"! e#5 %)$%e #e'(d+e)"e de'e)de) de& c+i)! "!+d!5 )! de'e)de5 e) &! -#!&%"!5 de c4+! '#+!# e& #i#"e+ de& e#"d! & e#"d! 5 #i)! #!&! de &!# e#"d!# i)ici& 0i)& Kde e$%i&i-(i!. De& e#"%di! de & +ec6)ic (ec!(d(65 $%e c%)d! %) !-,e"! #e +%e2e de %) '%)"! i)ici& !"(! 0i)& 5 e) %) c+'! 1(2i"ci!)& e) %#e)ci de 0(icci4)5 e& "(-,! *ec*! de'e)de #!&! de &# '!#ici!)e# de &!# '%)"!# )!5 e) -#!&%"!5 de & "(ec"!(i '!( & $%e e& c%e('! #e +%e2e. De e#"! c!)c&%i+!# $%e * %) e)e(1/ '!"e)ci&5 0%)ci4) de &# c!!(de)d# e#'ci&e# de& c%e('!5 c%! 2&!( 0i)& +e)!# #% 2&!( i)ici&5 e# i1%& & "(-,! *ec*! & de#'&9( e& c%e('!. A*!(5 e) & "e(+!di)6+ic5 e)c!)"(+!# e3'e(i+e)"&+e)"e5 $%e c%)d! e) %) #i#"e+ * c+-id! #% e#"d! & 5 & c)"idd de'e)de) #!&! de &# c!!(de)d# i)ici& 0i)& )!5 e) -#!&%"!5 de& c+i)! "!+d! e)"(e e#"!# '%)"!# e3"(e+!#. C!)c&%i+!# $%e * %) 0%)ci4) de &# c!!(de)d# "e(+!di)6+ic#5 c%! 2&!( 0i)&5 +e)!# #% 2&!( i)ici& e# i1%& & c+-i! e) e& '(!ce#!. A e#" 0%)ci4) &e &&++!# 0%)ci4) de & e)e(1/ i)"e(). Re'(e#e)"e+!# & 0%)ci4) de & e)e(1/ i)"e() '!( & &e"( . E)"!)ce# & e)e(1/ i)"e() de& #i#"e+ e) e& e#"d! 5 5 e# #!&! e& c+-i! de
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"e(+!di)6+ic! e) %) e#"d! de e$%i&i-(i!5 "ie)e %) 2(i-&e de e#"d! &&+d e)e(1/ i)"e() c%! c+-i! e) %) '(!ce#! di0e(e)ci& e#"6 dd! '!( & ec%ci4) )"e# e#c(i". L '(i+e( &e de & "e(+!di)6+ic #e '&ic "!d! '(!ce#! de & )"%(&e9 $%e '("e de %) e#"d! de e$%i&i-(i! "e(+i) e) !"(!. Deci+!# $%e #i %) #i#"e+ e#" e) e#"d! de e$%i&i-(i! c%)d! '!de+!# de#c(i-i(&! '!( +edi! de %) 1(%'! '(!'id! de '(6+e"(!# c!)#")"e# de& #i#"e+ c!+! '(e#i4) 5e& 2!&%+e)5 "e+'e("%(5 c+'! +1)8"ic! !"(!# & '(i+e( &e #i1%e 2e(i0ic6)d!#e #i &!# e#"d!# '!( &!# $%e '# e& #i#"e+ de %) e#"d! i)ici& Ke$%i&i-(i!5 #% e#"d! 0i)& Ke$%i&i-(i!5 )! #!) e&&!# +i#+!# e#"d!# de e$%i&i-(i!. P!( e,e+'&! '!de+!# '&ic( & &e de & "e(+!di)6+ic & e3'&!#i4) de %) c!*e"e e) %) "+-!( de ce(! ce((d!. H &1%)# '(e1%)"# i+'!(")"e# $%e )! '%ede deci( & '(i+e( &e. P!( e,e+'&!5 %)$%e )!# dice $%e & e)e(1/ #e c!)#e(2 e) "!d!# &!# '(!ce#!#5 )! )!# dice #i %) '(!ce#! e) '("ic%&( '%ede !c%((i( (e&+e)"e. E#" i)0!(+ci4) )!# & d %) 1e)e(&i9ci4) e)"e(+e)"e di0e(e)"e5 &&+d #e1%)d &e de & "e(+!di)6+ic5 1() '("e de &!# "e+# de & "e(+!di)6+ic de'e)de) de & #e1%)d &e. 3.4
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA L# '(i+e(# +6$%i)# "8(+ic# c!)#"(%id#5 0%e(!) di#'!#i"i2!# +% e0icie)"e#. S!&! %) 'e$%e 0(cci4) de& c&!( -#!(-id! de & 0%e)"e de & &" "e+'e("%( #e '!d/ c!)2e("i( e) "(-,! 7"i&. A%) & '(!1(e#( &!# di#e!# de & i)1e)ie(/5 %) 0(cci4) '(eci-&e de& c&!( -#!(-id! #e #i1%e de#c(1)d! e) e& e#c'e de %) +6$%i) -, "e+'e("%(5 #i) $%e '%ed c!)2e("i(#e e) e)e(1/ +ec6)ic. Si1%e #ie)d! %) e#'e()9 di#e( %) +$%i) $%e '%ed "!+( c&!( de %) de'4#i"! -%)d)"e5 c!+! e& !c8)! c!)2e("i(&! /)"e1(+e)"e e) %) "(-,! 7"i&. E)"!)ce# )! #e(i )ece#(i! c!)"( c!) %) 0%e)"e de c&!( %) "e+'e("%( +6# &" $%e e& +edi! +-ie)"e $%e+)d! c!+-%#"i-&e#. De & +i#+ +)e(5 '!d(/ e#'e((#e5 $%e #e di#e( %) (e0(i1e(d!( $%e #i+'&e+e)"e "()#'!("e c&!(5 de#de %) c%e('! 0(/! %) c%e('! c&ie)"e5 #i) $%e "e)1 $%e 1#"(#e "(-,! e3"e(i!(. Ni)1%) de e#"# #'i(ci!)e# +-ici!## 2i!&) & '(i+e( &e de & "e(+!di)6+ic. L +6$%i) "8(+ic #4&! '!d(/ c!)2e("i(
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c&!( %) c%e('! 0(/!. Pe(! c!)ec")d! )%e#"(! (e0(i1e(d!( 'e(0ec"!Z & #i#"e+5 e#"e c&!( #e (e1(e#(/ & c%e('! c&ie)"e5 #i) 1#"! de "(-,!5 $%ed)d! #/ %"i&i9-&e de )%e2! '( #% %#! e) %) +6$%i) "8(+ic. De $%/ $%e & c!+-i)ci4) de %) +$%i) !(di)(i e& (e0(i1e(d!( 'e(0ec"!Z 0!(+(6 %) +6$%i) "8(+ic $%e i)0(i)1e e& e)%)cid! de e&2i):P&)c. O '!de+!# i)2e("i( e& (1%+e)"!. Si e& e)%)cid! e&2i):P&)c 0%e( i)c!((ec"!5 '!d(/+!# "e)e( %) +6$%i) "8(+ic $%e #e)ci&&+e)"e "!+e c&!( de %) 0%e)"e &! c!)2ie(" '!( c!+'&e"! e) "(-,!. C!)ec")d! e#" +6$%i) "8(+ic 'e(0ec"Z %) (e0(i1e(d!( !(di)(i!5 '!de+!# e3"(e( c&!( de %) c%e('! !(di)(i!5 '!de+!# e3"(e( c&!( de %) c%e('! c&ie)"e5 c!)2e("i(&! c!+'&e"+e)"e e) "(-,!5 %#( e#"e "(-,! '( +!2e( %) (e0(i1e(d!( !(di)(i!5 e3"(e( c&!( de %) c%e('! 0(/!5 e)"(e1(&! c!) e& "(-,! c!)2e("id! e) c&!( '!( e& (e0(i1e(d!(5 & c%e('! c&ie)"e. E& (e#%&"d! )e"! e# %) "()#+i#i4) de c&!( de#de %) c%e('! 0(/!5 %) c%e('! c&ie)"e5 #i) 1#"( "(-,!5 &! i)0(i)1e e& e)%)cid! de C&%#i%#. L #e1%)d &e )!# dice $%e +%c*!# '(!ce#!# #!) i((e2e(#i-&e#. P!( e,e+'&!5 e& e)%)cid! de C&%#i%# e#'ec/0ic+e)"e e&i+i) %) i)2e(#i4) #i+'&e de& '(!ce#! de "()#+i#i4) de c&!( de %) c%e('! c&ie)"e5 %) c%e('! 0(/!. A&1%)!# '(!ce#!#5 )! #4&! )! '%ede) (e1(e#(#e '!( #/ +i#+!#5 #i)! $%e "+'!c! )i)1%) c!+-i)ci4) de '(!ce#!# '%ede) )%&( e& e0ec"! de %) '(!ce#! i((e2e(#i-&e5 #i) '(!2!c( !"(! c+-i! c!((e#'!)die)"e e) !"( '("e. 3.
TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. E) e& )6&i#i# de +%c*# (ecci!)e# $%/+ic# e# )ece#(i! 0i,( %) e#"d! de (e0e(e)ci '( & e)"(!'i. E#"e #ie+'(e '%ede e#c!1e(#e &17) )i2e& (-i"((i! de (e0e(e)ci c%)d! #!&! #e i)2!&%c( %) c!+'!)e)"eX '( &# "-&# de 2'!( c!)2e)ci!)&e# #e * e#c!1id! ?>F. S!-(e & -#e de &# !-#e(2ci!)e# *ec*# '!( Ne()#" '!( !"(!#5 P&)c e#"-&eci4 & "e(ce( &e de & "e(+!di)6+ic e) ==>5 #/; & e)"(!'i de "!d!# &!# #4&id!# c(i#"&i)!# 'e(0ec"!# e# ce(! & "e+'e("%( de ce(! -#!&%"!. U) c(i#"& 'e(0ec"!Z e# $%e& $%e e#" e) e$%i&i-(i! "e(+!di)6+ic. E) c!)#ec%e)ci5 c!+7)+e)"e #e e#"-&ece & "e(ce( &e e) 0!(+ +6# 1e)e(&5 c!+!;
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