Termodinámica y Calor

Teoría Cinética de los Gases

• Postulados: Los gases están formados por partículas en constante movimiento aleatorio. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de estas partículas.

• Temperatura: 

• Energía interna:

• Calor:

Ley de los Gases Ideales

• Ecuación: PV = nRT, donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles, R es la constante de los gases y T es la temperatura en Kelvin. Se usa para explicar
  
  

Transferencia de Calor

• Conducción: Transferencia de calor a través de un material.

• Convección: Transferencia de calor mediante el movimiento de fluidos.

• Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas.
  
  

Leyes de la Termodinámica

0- Si dos sistemas están en equilibrio térmico con un sistema con un tercero entonces los primeros dos están en equilibrio térmico entre sí, 

• Básicamente los 3 están en equilibrio térmico que significa que los 3 estan a la misma temperatura

1- El cambio de energía interna de un sistema cerrado será igual a la energía agregada al sistema mediantes calentamiento menores el trabajo efectuado por el sistema sobre los alrededores.

• Al utilizar o entender esta ley hay que recordar un principio muy importante de la conservación de la energía, la energía no se crea ni desaparece, solo se transforma.

• Los signos al usar esta ley/ecuación son los siguientes

• -Q (cuando se le quita calor) +Q (cuando se le agrega calor)

• (-W) cuando se le hace trabajo sobre el sistema

• (+W) cuando el sistema hace trabajo

• Los signos del calor son simples, se le quita o se le agrega, pero para el trabajo es ligeramente más complicado, Por que cuando se le hace trabajo al sistema/sobre él el trabajo es negativo? 

• Esto se debe a que cuando el ambiente le ejerce algo de trabajo o usa energía sobre el sistema, ea energía no va a desaparecer sino se le transferirá al sistema, entonces el sistema ganará la energía que se le ejercicio por el ambiente, entonces el signo debe ser negativo por que como la formula sirve asi -(W) si la W por si sola es negativa, al multiplicarla por el signo negativo que tiene la fórmula se hará positivo, así haciendo que la energía interna sea más grande ya que se le agrega este trabajo/energía.

- ¿Por qué cuando el sistema hace trabajo su signo es positivo?

• Es el mismo concepto del anterior solo que al revés, básicamente cuando el sistema ejerce trabajo sobre el ambiente este usara esa energía de trabajo y la transferirá fuera de él, entonces pierde esa energía, entonces el signo es positivo para cumplir con la fórmula para que sea más por menos es igual a menos, entonces pierde esa energía del trabajo.

- Estos conceptos son aplicables a los diversos procesos termodinámicos que existen.

2- la segunda ley, aparte de decir que el calor fluye de caliente a frío también nos habla de la entropía, que es simplemente el desorden, si tu causas algo en un lugar este proceso influirá desorden en otro lado, es un principio a seguir cuando se habla de máquinas térmicas, básicamente no es posible aprovechar toda la energía generada por calor de un sistema ya que este quiere fluir a todos lados más fríos que el mismo, entonces solo cierta parte se puede aprovechar como energía para hacer trabajo útil.

3- No es posible alcanzar el 0 absoluto

• Esto se debe a que pues, no existe algo más “frío” que el 0 absoluto, entonces para que algo se enfríe tiene que pasar su calor a una cosa mas fria que el mismo, entonces como no existe algo más frío que el 0 absoluto a donde se le transfiere el calor de algo para que llegue al 0 absoluto? Pues no se puede.