Introducción a la Termodinámica

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TERMODINÁMICA
Curso: FÍSICA 
¿Qué estudia la Termodinámica?
Es la ciencia que se encarga del estudio de las transformaciones del CALOR en TRABAJO.
PROF:LIC. DENNIS A. SOTO VELÁSQUEZ
Veamos la termodinámica aplicada a los gases
Estado Termodinámico de un gas.
El estado de un gas está definido mediante la presión, el volumen y la temperatura.
PROFESOR: DENNIS A. SOTO VELÁSQUEZ
hipérbola
PROCESO TERMODINÁMICO.
Viene a ser la secuencia de estados que sigue el gas, desde un estado inicial a otro estado final.
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PROCESOS TERMODINÁMICOS ESPECIALES.
PROCESO ISOCÓRICO.
Volumen constante.
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PROCESO ISOBÁRICO.
Presión constante.
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PROCESO ISOTÉRMICO.
Temperatura constante.
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PROCESO ADIABÁTICO.
El gas no recibe ni cede calor hacia el medio ambiente.
 coeficiente adiabático
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TRABAJO DE UN GAS 
El gas realiza trabajo sobre el pistón porque se expande y varía su volumen.
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TRABAJO DE UN GAS EN EL PLANO 
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CÁLCULO DEL TRABAJO DE UN GAS EN LOS PROCESOS ESPECIALES.
PROCESO ISOCÓRICO.
PROCESO ISOBÁRICO.
área del rectángulo
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PROCESO ISOTÉRMICO.
PROCESO ADIABÁTICO.
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CAPACIDADES CALORÍFICAS DE LOS GASES.
CAPACIDAD CALORÍFICA MOLAR A VOLUMEN CONSTANTE .
Es la cantidad de calor que necesita un mol de gas para que su temperatura varíe en un unidad a volumen constante.
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 variación de la temperatura.
 número de moles
 calor suministrado a volumen constante.
CAPACIDAD CALORÍFICA MOLAR A PRESIÓN CONSTANTE .
Es la cantidad de calor que necesita un mol de gas para que su temperatura varíe en un unidad, sin que varíe su presión. 
 variación de la temperatura.
 número de moles
 calor suministrado a presión constante.
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Siempre: 
	GAS		
	MONOATÓMICO		
	DIATÓMICO		
 coeficiente adiabático
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Energía interna de un gas ideal .
En un gas, la energía interna se debe a la energía cinética de traslación de sus moléculas.
La energía interna de un gas es una función de la temperatura:
Variación de la Energía interna .
La variación de la energía interna de un gas depende solamente de la variación de la temperatura más no del proceso que sigue el gas. 
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PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
PROF. LIC. DENNIS A. SOTO VELÁSQUEZ
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 VARIACION DE LA ENERGIA INTERNA.
 CALOR.
 TRABAJO. 
SISTEMA TERMODINÁMICO
 
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 TERMODINÁMICA II
MÁQUINA TÉRMICA.
Es un dispositivo capaz de absorber calor de un foco caliente, y realizará un trabajo a través de un ciclo termodinámico y liberar otra cantidad de calor hacia un foco frío (Sumidero)
 calor absorbido por la máquina que proviene del foco caliente.
 calor rechazado por la máquina que va al sumidero.
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Profesor Dennis A. Soto V.
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En un proceso común para producir electricidad en una planta eléctrica:
Los gases a alta temperatura producidos se utilizan para convertir agua líquida a vapor.
Este vapor se dirige a los álabes de una turbina y los pone a girar.
La energía mecánica asociada con esta rotación se usa para accionar un generador eléctrico.
Por ejemplo esta central térmica.
Se quema carbón o algún otro combustible.
Luego de que el vapor se enfría y condensa, el agua líquida producida regresa a la caldera y el ciclo se repite.
Eficiencia de una máquina térmica .
Es la relación entre el trabajo efectuado por la máquina y el calor absorbido por el foco caliente.
Relación de Kelvin.
La cantidad de calor en cada uno de sus focos está en función de su temperatura.
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Si: 
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA.
El calor no fluye por sí mismo de un cuerpo frío a uno más caliente.
Es imposible construir una máquina térmica 100 % eficiente.
La entropía en un sistema aislado tiende hacia un máximo.
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CICLO DE CARNOT.
Proceso 12: Expansión Isotérmica 
Proceso 23: Expansión Adiabática 
Proceso 34: Compresión Isotérmica 
Proceso 41: Compresión Adiabática 
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BOMBAS DE CALOR Y REFRIGERADORES.
 Calor absorbido del foco a baja temperatura.
 Calor entregado del foco a alta temperatura.
 Trabajo del agente externo.
La eficiencia para las bombas de calor y refrigeradoras, se denomina COP: coeficiente de perfonmance de desempeño de operación.
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y
También: 
y
También se cumple la relación de Kelvin:
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Máquinas Térmicas Ideales, Reversibles y de Carnot.
Son aquellas máquinas cuya eficiencia ha alcanzado la eficiencia de Carnot, es decir:
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Máquinas Térmicas Reales o Irreversibles.
Son aquellas máquinas cuya eficiencia aún no ha alcanzado la eficiencia de Carnot.
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