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Primera ley de la termodinámica - Coggle Diagram
Primera ley de la termodinámica
Conservación de energía
Si se realiza trabajo W sobre un sistema o hay intercambio de calor Q, la energía interna del sistema cambia
La energía total del universo se mantiene constante
Teoría cinética molecular
Líquido
Al ser la atracción intermedia, las moléculas se deslizan sobre otra.
Gas
Las moléculas
Son masas puntuales separadas
Se mueven de manera aleatoria
Sus colisiones son elásticas
Sus fuerzas de atracción son despreciables
La presión P de un gas está dada por esta ecuación
P=m/3 u^2 N/V
Para 1 mol del gas y usando la ley del gas ideal
La velocidad cuadrática media es
Raiz de u
Donde u = 3RT/M
T es la temperatura y M es la masa molecular
Energía cinética molecular
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Donde
m es la masa del gas
u es la velocidad media de las moléculas
N es el número de partículas del gas
V es el volumen que ocupa el gas
Sólido
El poder de atracción es mucho mayor que en los otros estados, lo que hace que el cuerpo mantenga su forma. Por tanto, hay una menor capacidad de movimiento de las moléculas, por ello vibran.
Energía interna U
Es la energía a escala macroscópica de un sistema termodinámico
U = U(S,V,N)
Donde
S es la entropía
V es el volumen
N es la cantidad de sustancia en moles
Una versión más sencilla y orientado a gases es
U = f/2 nRT
f es el grado de libertad dependiente de la estructura molecular del gas
Procesos reversibles e irreversibles
Reversibles
Caso ideal en que se empieza en un estado de equilibrio y se termina en otro
Tipos
Adiabático: Cuando el calor Q es constante
Isocórico: Volumen constante
Isobárico: Presión constante
Isotérmico: Temperatura constante
Irreversibles
Sistemas termodinámicos
Tipos
Cerrado
Hay intercambio de energía pero no de materia
Abierto
Hay intercambio de materia y energía
Aislado
No hay intercambio de materia ni energía
Homegéneo
Si las propiedades macroscópicas de cualquier parte del sistema son las mismas en toda porción
Heterogéneo
El caso contrario
Es todo conjunto de objetos que podemos considerar como una unidad que intercambia energía con su entorno
Ecuación de estado
Derivando parcialmente la energía interna tenemos
Presión = P (S,V,N)
Potencia químico = u (S,V,N)
Temperatura = T (S,V,N)
Ley del gas ideal
pV=nRT
Donde,
p es la presión del gas
V es el volumen que ocupa el gas
n es la cantidad de moles del gas
R es la constante de los gases ideales
T es la temperatura del gas
