Ley de La Termodinámica leyes_de_la_termodinamica_unam

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Leyes	de	la	termodinamica	pdf	unam
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cuerpos	A	y	B,	entonces	A	y	B	también	están	en	equilibrio	térmico	entre	ellos.	Recordemos	que	el	equilibrio	térmico	es	cuando	dos	cuerpos	o	más	tienen	la	misma	temperatura.		Por	lo	tanto,	los	3	cuerpos	estarán	a	la	misma	temperatura	y	no	habrá	intercambio	neto	de	energía	entre	ellos.	La	1ra	ley	de	la	termodinámica	establece	que:	“El	calor
suministrado	a	un	sistema	es	igual	a	la	suma	del	incremento	en	la	energía	interna	de	este,	más	el	trabajo	realizado	por	el	sistema	sobre	sus	alrededores”.	Es	decir,	que	la	energía	del	calor	que	se	le	aplica	a	un	sistema	se	convierte	en	energía	interna	del	sistema	y	en	movimiento	que	provoca	sobre	su	ambiente.	
Ejemplo:	Cuando	calientas	la	olla	tapada	de	los	frijoles,	los	frijoles	se	cuecen	(aumenta	su	energía	interna)	y	aumenta	la	presión	sobre	la	tapa	que	hace	que	se	mueva	(realiza	trabajo)	Un	sistema	termodinámico	tiene	como	propiedades	que	lo	describen	a:	1.-Cantidad	de	calor											2.-Volumen											3.-Temperatura											4.-Presion	Si	varias	uno	de
ellos,	por	lo	menos,	uno	de	los	otros	tiene	que	“responder”	(variar).	Los	tipos	de	procesos	termodinámicos	son	los	procesos	donde	varían	las	propiedades	de	un	sistema	termodinámico	y	en	cada	proceso	una	propiedad	es	fija.	PROCESO	ADIABÁTICO	El	calor	no	varía.	Cuando	el	sistema	no	recibe	ni	cede	calor.	Esto	quiere	decir	que,	si	un	sistema
realiza	trabajo	positivo	(se	expande)	su	energía	interna	disminuye	(-ΔU)	y	si	al	sistema	lo	comprimimos,	el	trabajo	será	negativo	y	la	energía	interna	será	positiva	(aumenta)	PROCESO	ISOCÓRICO	El	volumen	no	vario.	
Cuando	el	volumen	del	sistema	permanece	constante	y	no	se	realiza	ningún	trabajo.	Esto	quiere	decir,	que,	en	un	proceso	isocórico,	cuando	agregamos	calor	al	sistema,	toda	esa	energía	se	convierte	en	energía	interna	del	sistema.	PROCESO	ISOBÁRICO	Cuando	la	presión	del	sistema	permanece	constante.	PROCESO	ISOTÉRMICO	Cuando	la
temperatura	del	sistema	permanece	constante	Esto	quiere	decir	que,	toda	la	energía	del	calor	que	se	aplica	al	sistema	se	convierte	en	trabajo	que	realiza	el	sistema	(que	se	expande).	Vuelve	a	leer	los	tipos	de	procesos	y	piensa	como	se	le	hace	para	que	no	varie	el	factor	fijo.	El	segundo	principio	de	la	termodinámica	surge	de	la	observación	de	la
mayoría	de	fenómenos	que	observamos	en	nuestra	realidad.	Es	decir:	1.-	Nuestra	taza	de	café	se	enfría	cuando	interactúa	con	un	ambiente	de	menor	temperatura.	2.-	Si	nos	frotamos	las	manos,	nuestras	manos	se	calientan,	pero	nunca	veremos	que,	si	calentamos	nuestras	manos,	estas	se	muevan.	Fíjate	muy	bien	que	todos	estos	tipos	de	procesos
pasan	de	un	tipo	de	estado	a	otro	tipo.	“Pasan	de	un	estado	organizado	de	energía	a	otro	estado	desorganizado”.	Un	estado	desorganizado	de	energía	es	aquel	donde	ya	no	podemos	utilizar	la	energía,	así	como	esta,	tendríamos	que	realizar	algún	trabajo,	para	volverla	a	organizar.	A	esta	energía	desorganizado	le	llamamos	“Entropía”.	La	2da	ley	de	la
termodinámica	establece	que:	“En	un	cambio	de	estado	en	equilibrio	a	otro,	el	estado	en	equilibrio	resultante	será	aquel	que	tenga	el	valor	máximo	de	una	cantidad	llamada	“Entropía”.”	Uno	de	los	procesos	termodinámicos	mas	importantes	en	nuestra	sociedad,	es	la	capacidad	de	transformar	calor	en	trabajo.	Es	decir,	gracias	a	la	combustión	o	a	la
energía	nuclear,	podemos	obtener	trabajo,	como	los	carros	a	gasolina,	los	reactores	nucleares,	etc.	Así	que	los	humanos	hemos	inventado	un	tipo	de	máquinas	para	obtener	trabajo	del	calor.	Una	maquina	térmica	es	un	dispositivo	especial	que	recibe	calor	para	transfórmalo	en	trabajo.	La	eficiencia	de	un	maquina	térmica	es	la	relación	entre	el	trabajo
mecánico	producido	y	el	calor	suministrado.	Es	decir,	la	eficiencia	de	una	maquina	térmica	es	la	fracción	del	calor	suministrado	a	la	maquina	que	si	se	convierte	en	trabajo	mecánico.	Y	se	expresa	matemáticamente	de	la	siguiente	forma:	La	2da	ley	de	la	termodinámica	establece	que:	“Es	imposible	construir	una	maquina	térmica	que	absorba	calor	de
una	fuente	de	temperatura	constante	y	lo	convierta	totalmente	en	trabajo	mecánico”	Es	decir;	en	todas	las	maquinas	térmicas,	una	parte	del	calor	inicial	proporcionado	a	la	maquina	NO	se	transforma	en	trabajo,	sino	que	se	desperdicia	y	es	expulsado	del	sistema.	Y	términos	de	eficiencia	térmica,	la	2da	ley	de	la	termodinámica	establece	que:	“Es
imposible	construir	una	maquina	térmica	con	100	%	de	eficiencia	térmica”.	
La	tercera	ley	de	la	termodinámica,	también	llamado	el	Postulado	de	Nernst,	es	una	ley	un	poco	diferente	a	las	anteriores,	y	que	incluso	en	algunos	libros	no	la	consideran	como	la	tercera	ley,	sino	como	un	principio	aparte.	Sin	embargo,	la	mencionamos	aquí:	Esta	ley	también	tiene	dos	expresiones	diferentes:	1era	expresión:	“La	entropía	de	un
sistema	se	aproxima	a	un	valor	mínimo	y	constante,	cuando	la	temperatura	se	aproxima	al	cero	absoluto”.	2da	expresión:	“No	se	puede	alcanzar	el	cero	absoluto	en	un	numero	finito	de	etapas”.	1.-	Determina	el	incremento	en	la	energía	interna	de	un	sistema	que	se	le	ha	suministrado	600	calorías	y	un	trabajo	de	450	J.										Primero	determinamos	la
formula	a	utilizar										Después	convertimos	las	calorías	en	términos	de	energía:										Después	despejamos	nuestra	incógnita	y	sustituimos	nuestros	valores:										Realizamos	las	operaciones	y	obtenemos: