Introducción a la termodinámica clase nº1

124
Introducción a la Termodinámica

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Page 1: Introducción a la termodinámica clase nº1

Introducción a la Termodinámica

Page 2: Introducción a la termodinámica clase nº1

Clase n° 1

Page 3: Introducción a la termodinámica clase nº1

¿Qué es la termodinámica?

Page 4: Introducción a la termodinámica clase nº1

¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Page 5: Introducción a la termodinámica clase nº1

¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

Page 6: Introducción a la termodinámica clase nº1

¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

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¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

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¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

Page 9: Introducción a la termodinámica clase nº1

¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

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¿Qué es la termodinámica?

Es una rama de la física que describe y relaciona las propiedadesfísicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como susintercambios energéticos.

Sistemas Termodinámicos

Page 11: Introducción a la termodinámica clase nº1

Estado de un sistema

Page 12: Introducción a la termodinámica clase nº1

Estado de un sistema

Es una condición que alcanza un sistema y que se caracteriza por elvalor que toman las propiedades que se le pueden asociar:Temperatura, densidad, composición química, etc.

Page 13: Introducción a la termodinámica clase nº1

Propiedad (Función) de estado

Estado de un sistema

Es una condición que alcanza un sistema y que se caracteriza por elvalor que toman las propiedades que se le pueden asociar:Temperatura, densidad, composición química, etc.

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Propiedad (Función) de estado

Es una propiedad del sistema que tiene cierto valor definido paracada estado y es independiente de la manera en la que se alcanzaeste estado

Estado de un sistema

Es una condición que alcanza un sistema y que se caracteriza por elvalor que toman las propiedades que se le pueden asociar:Temperatura, densidad, composición química, etc.

Page 15: Introducción a la termodinámica clase nº1

Variación de una propiedad de estado

Page 16: Introducción a la termodinámica clase nº1

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 17: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 18: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 19: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 20: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 21: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 22: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Page 23: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Dependen de la masa

Page 24: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Dependen de la masa

Page 25: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Dependen de la masa

Page 26: Introducción a la termodinámica clase nº1

X=Xf-Xi

Clasificación general de las variables (propiedades) de un sistema

Variación de una propiedad de estado

Si X es una propiedad(función) de estado, su variación se establececomo:

Dependen de la masa

No Dependen de la masa

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Clasificación de los sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

Page 33: Introducción a la termodinámica clase nº1

Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

Page 35: Introducción a la termodinámica clase nº1

Clasificación de los sistemas

Sistemas

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

Hay intercambio de materia y

energía

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

Hay intercambio de materia y

energía

Page 38: Introducción a la termodinámica clase nº1

Clasificación de los sistemas

Sistemas

Hay intercambio de materia y

energía

Sólo hay intercambio de

energía

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Clasificación de los sistemas

Sistemas

Hay intercambio de materia y

energía

Sólo hay intercambio de

energía

Page 40: Introducción a la termodinámica clase nº1

Clasificación de los sistemas

Sistemas

Hay intercambio de materia y

energía

Sólo hay intercambio de

energía

No hay intercambio de energía ni de

materia

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Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

Page 51: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

Page 52: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

Page 53: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

Page 54: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

Page 55: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

Page 56: Introducción a la termodinámica clase nº1

Sistemas

Ejemplos :

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Sistemas

Ejemplos :

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Trabajo

Page 59: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 60: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 61: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 62: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 63: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 64: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 65: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 66: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 67: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 68: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

Page 69: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo

Es una cantidad física que asocia la fuerza aplicadasobre un cuerpo y el desplazamiento producido

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Trabajo de compresión

Page 71: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Page 72: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos

Page 73: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

Page 74: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso

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Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Page 76: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir :

Page 77: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Page 78: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto :

Page 79: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto : )hh(FW12

Page 80: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto : )hh(FW12

O también :

Page 81: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto : )hh(FW12

O también : hFW

Page 82: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto : )hh(FW12

O también : hFW

Ahora, recordemos que :

Page 83: Introducción a la termodinámica clase nº1

Trabajo de compresión

Usamos dFW

En este caso12

hhd

Es decir : hd

Por tanto : )hh(FW12

O también : hFW

Ahora, recordemos que :

A

FP

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De la geometría recordamos que

Page 85: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

Page 86: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

Page 87: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

Page 88: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

Pero :

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

Page 89: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA Pero :

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

Page 90: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA Pero :

Luego :

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

Page 91: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA Pero :

Luego : hrV 2

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

Page 92: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA Pero :

Luego : hrV 2

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

O sea :

Page 93: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA

círculoAhV

Pero :

Luego : hrV 2

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

O sea :

Page 94: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA

círculoAhV

Pero :

Luego : hrV 2

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

O sea :

Page 95: Introducción a la termodinámica clase nº1

De la geometría recordamos que

El volumen de un cilindro relaciona :

2rA

círculoAhV

Pero :

Luego : hrV 2

La altura “h” con el área del círculo basal, “A”

O sea :

Page 96: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que :

Page 97: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

Page 98: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Page 99: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma dFW

Page 100: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

dFW

Page 101: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

dFW

hAPW

Page 102: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo :

dFW

hAPW

Page 103: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

dFW

hAPW

Page 104: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego :

dFW

hAPW

Page 105: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego : VPW

dFW

hAPW

Page 106: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego : VPW

Observen que :

dFW

hAPW

Page 107: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego : VPW

Observen que :

dFW

hAPW

12vV

Page 108: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego : VPW

Observen que :

dFW

hAPW

12vV

O sea, que matemáticamente :

Page 109: Introducción a la termodinámica clase nº1

O sea que : APF

De esta forma

Se puede escribir:

Sin embargo : hAV

Luego : VPW

Observen que :

dFW

hAPW

12vV

O sea, que matemáticamente : 0)vV(12

Page 110: Introducción a la termodinámica clase nº1

Como el sistema (gas encerrado) gana energía productodel trabajo realizado……

Page 111: Introducción a la termodinámica clase nº1

Como el sistema (gas encerrado) gana energía productodel trabajo realizado……

Debemos expresar ese resultado con signo positivo…

Page 112: Introducción a la termodinámica clase nº1

Como el sistema (gas encerrado) gana energía productodel trabajo realizado……

Debemos expresar ese resultado con signo positivo…

De esta manera escribimos :

Page 113: Introducción a la termodinámica clase nº1

Como el sistema (gas encerrado) gana energía productodel trabajo realizado……

Debemos expresar ese resultado con signo positivo…

De esta manera escribimos :

VPW

Page 114: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Page 115: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Page 116: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

Page 117: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistemainternacional), que equivale a :

Page 118: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistema internacional),que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Page 119: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistema internacional),que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que :

Page 120: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistema internacional),que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que : dFW

Page 121: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistemainternacional), que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que : dFW cuyas unidades son :

Page 122: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistema internacional),que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que : dFW cuyas unidades son : mN

Page 123: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistemainternacional), que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que : dFW cuyas unidades son : mN

Calor

Page 124: Introducción a la termodinámica clase nº1

Energía

Representa la capacidad de realizar trabajo

Unidades de energía :

La más usada es el Joule (J), en el S.I (sistemainternacional), que equivale a :

2

2

s

mKgmNJ1

Note que : dFW cuyas unidades son : mN

Calor

Es un tipo de energía. Se define como energía en tránsito