Termodinamica U1

1.1 Termodinámica y energía. Mi percepción sobre la termodinámica es que es una herramienta analítica teórica de la física que hace énfasis entre la relación que existen entre el calor y algunas de las variedades con la energía, por otra parte podemos definir la palabra termodinámica como una palabra del vocablo griego compuesta Termo= Calor, Dinámica= Fuerza que fue usada por primera vez en 1850 por W. Thomson. De esta forma la termodinámica se puede definir como ciencia de la energía. La energía por otra parte un concepto fundamental de termodinámica lo puedo definir como una capacidad de un sistema físico para la realización de algún trabajo como también es igual al trabajo producido. Por otra parte es una propiedad asociada a los objetos y sustancias que se manifiestan en la transformación que se llevan a cabo en la naturaleza.

Figura 1.1 Energía

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1.2 Energía y medio ambiente Al referirse de energía y medio ambiente debemos tener en cuenta que debemos tener un equilibrio ecológico, en cual para la obtención de energía no afecte a tal. Uno de las últimas aplicaciones para optación de ellas ha sido energías renovables (energía eólica, geotérmica, hidroeléctrica, etc.) con este método ayudado a bajar costos y ayudar al medio ambiente. [1]

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Figura 1.2 Tipos de energías que ayudan al medio ambiente

Tabla 1.1 Ejemplo sistema cegesimal.

Tabla 1.2 Ejemplo Sistema Ingles

1.3 Sistema de unidades. Mi punto de vista para un sistema de unidades es que se debe llevar acabo con un conjunto de unidades de medida convenientemente relacionadas entre sí, que se utilizan para medir diversas magnitudes (longitud, pedo, volumen, etc.), de tal forma estos sistemas deben llevar algunos pasos para poder ser utilizados los cuales deben ser, consistente, normalizado y uniforme. Algunos ejemplos de sistemas más utilizados o tomados en cuanta se encuentra Sistema Cegesimal (MLT) (FE) Son unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo. Sistema inglés (MLT) (FE) son las unidades no métricas, sus unidades básicas Milla, yarda, pie, pulgada. Y por último ejemplo el Sistema Internacional (el mas utilizado), Si bien se sabe que existe variedad de sistemas en la mayor parte de mediciones o cálculos todo se base en el Sistema Internacional, Sus unidades básicas son Metro, Kilogramo, Segundo, Ampere, Kelvin Y el Mol.

Tabla 1.3 Ejemplo Sistema Internacional

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1.4 Sistemas abiertos o cerrados. Sistema cerrado: Un sistema cerrado lo defino como aquel que tiene una cantidad fija e invariable de masa y solamente la energía es la que puede cruzar la frontera, como tal es un sistema que tan solo existe intercambio de energía pero no hay transferencia de masa entre el mismo y sus alrededores.

Figura 1.3 Ejemplo de un sistema cerrado.

Figura 1.4 Sistema cerrado.

Sistema abierto: Por otra parte puedo definir el sistema abierto como aquel que puede permitir el paso de masa y energía, en este sistema existe el intercambio de energías y materia en su entorno.

Figura 1.5 Sistema abierto.

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1.5 Propiedades de un sistema. Mi definición sobre propiedades de un sistema es que son características inscriticos de la materia (que los inverte) el número de propiedades termo físicas de un sistema define el grado de libertad. Se refiere a que es una característica de un sistema termodinámico y que solo puede depender de la condición o estado en que se encuentre. Un sistema puede clasificarse en dos propiedades Intensivas y extensivas.

Propiedades intensivas: Son las que son independiente del tamaño de algún sistema, conservan su mismo valor cuando la masa presente aumente o disminuye. (Presión, la temperatura, el volumen específico, la densidad, etc.).

Figura 1.6 Ejemplo de propiedad intensivas

Propiedades extensivas: Son aquellas cuyos valores van a depender del tamaño o extensión del sistema. La masa total, volumen total y cantidad de movimiento total.

Figura 1.7 Ejemplo de propiedad extensivas.

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1.6 Estado y Equilibrio. La palabra equilibrio se define como un estado en balance, en el cual no hay potenciales desbalanceados dentro de un sistema en cual no se experimentan cambios cuando es aislado de sus alrededores. Algún ejemplo es cuando un sistema está en equilibrio térmico si tiene la misma temperatura en todo el, o el Equilibrio Mecánico que se relaciona con la presión y un sistema lo puede tener si no hay cambio de presión. [1]

1.7 Procesos y ciclos

Mi definición sobre un proceso es la trayectoria o la sucesión de estados por los que pasa un sistema para ir de un estado inicial u otro final. Por otra parte podemos llamar a un ciclo como una es una serie de procesos que devuelven un sistema a su estado original después de una serie de fases, de manera que todas las variables termo dinámicas relevantes vuelven a tomar sus valores iniciales.

Figura 1.8 Ejemplo de un ciclo

[1][3] Figura 1.9 Ejemplo de un grupo de procesos

1.8 Densidad Defino densidad como la magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, que nos permitirá poder saber la ligereza o pesadez de una sustancia. La cual se define como el consiente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Formula 1.1 F ormula de la densidad donde d es la incógnita a encontrar (Densidad), m se refiere a la Masa y v= al Volumen.

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Figura 1.10 Ejemplo de calcular la densidad.

1.9 Temperatura y ley cero de la Termodinámica Mi concepto sobre la Ley cero de la Termodinámica se refiere a un principio de generalización de equilibrio térmico entre sistemas termodinámicos en contacto, en el que interviene como parámetro físico. Esta ley nos señala lo siguiente, si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí. De igual forma defino Temperatura como el grado de energía térmica medida en una escala. En la temperatura se utilizan escalas las cuales permiten usar una base común para las dimensiones de temperatura. Estas escalas se utilizan para el Sistema Internacional y sistema Ingles que son la escala Celsius y la escala Fahrenheit donde los valores menos y mayor respectivamente para los Celsius son 0 y 100°C mientras para los Fahrenheit son 32 y 212°F, Que son las escalas más usadas actualmente.

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Figura 1.11 Ejemplo ley cero de la termodinámica.

1.10 Presión La presión se considera como la fuerza normal que establece un fluido por unidad de área. Si bien se sabe la presión solo puede tratarse cuando sea un gas o líquido. Cuando la presión se hace por algún solido se le denomina esfuerzo normal. La presión esta denominada por unidades de Newton por metro cuadrado (N/m2), también llamada pascal. Las unidades Pascales cuentan con múltiplos Kilopascal (1 kPa = 103 Pa) y Megapascal (MPa = 106 Pa).

Fórmula 1.2. Presión. Donde P representa la incógnita a encontrar (Presión), F a la fuerza y A al área

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1.11 Formas de energía Mi opinión sobre las formas de energía es que se puede obtener de varias formas dependiendo la necesitas y los recursos que se tengan, algunos tipos de energía son, térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética, química, y nuclear. De la cual la suma establece la Energía total E de un sistema. La energía total se calcula:

e = E / m (Kj / kg) Formula 1.3 Donde “e “es la energía total a calcular, E la energía del sistema y M la masa.

[1] Figura 1. 11 Formas de energía

Bibliografía: [1] Cengel. Yunes. BM(2011).“Termodinámica”.Ed.Mc Graw Hill.

Septima edición.

Páginas web:

[2] ewton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/aulaenergia.pdf

[3]http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Curso%20Mabe%20Termo/Introdu cci%C3%B3n%20a%20la%20Termodinamica.pdf

[4] http://www.dcb.unam.mx/users/mariacms/Notas/Cap-2.pdf