SISTEMAS TERMODINAMICOS

¿Qué es la termodinámica?
Es la parte de l física que estudia las transformaciones físicas y químicas de la materia. O en otras palabras, la termodinámica se encarga de estudiar la transformación de la energia térmica en energía mecánica asi como el proceso inverso, la conversión del trabajo en calor.
Unos ejemplos termodinámicos pueden ser:
*Las maquinas de vapor utilizadas para mover turbinas de una planta generadora d e energía eléctrica.
*Los motores de combustión interna usados en automóviles y camiones. En estos la energía térmica se usa como fuente de potencia.

PROCESOS TERMODINAMICOS

Un proceso es un cambio en las variables de estado de un sistema termodinámico. Es decir cuando un sistema experimenta un proceso cambia una o varias de las variables de estado.
También decimos que los procesos son reversibles e irreversibles:

es reversible si el sistema y su entorno cambian de manera que ambos regresan a sus condiciones originales;

Fig. Difusión de un gas. Proceso irreversible

son irreversibles cuando no sucede así.(Fig. Difusión de una gota de tinta en agua. Proceso irreversible )

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

En este tema le daremos significado ala ley de la conservación de energía referida a sistemas termodinámicos y le llamaremos primera ley de la termodinámica.
La primera ley de la termodinámica refleja la continuidad de la energía relacionando la energía interna de un sistema con la transferencia de energía en forma de calor y trabajo.

La primera ley de la termodinámica dice:

El calor agregado a un sistema termodinámico es igual a la suma del incremento en la energía interna y el trabajo externo realizado por el sistema.

La expresión matemática para la primera ley de la termodinámica es :

Q = Δu + W

DONDE:

Q = es el calor agregado

Δu = es el incremento de energia

W = es el trabajo realizado por el sistema

Ejemplo:

Un sistema esta en contacto con un horno y recibe 6000 joule de calor mientras hace un trabajo de 1800 joule sobre sus alrededores. ¿Cuál es el cambio de energía interna del sistema?

Solución:

Como el calor se agrega al sistema su valor es positivo y de acuerdo con la ecuación de la primera ley de la termodinámica, el cambio de energía interna del sistema se obtiene al hacer un simple despeje.

Q = Δu + W

Δu = Q -W

Δu = 600J - 800J

Δu = 4200J

Cabe mencionar que la primera ley de la termodinámica se puede aplicar en diferentes procesos termodinámicos y que cada proceso tiene la característica de mantener alguna variable de estado constante.