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TERMODINÁMICA 1 - Coggle Diagram
TERMODINÁMICA 1
SISTEMAS
Límite o frontera:
Es la superficie real o imaginaria que separa el sistema de sus alrededores. La frontera puede se fija o móvil
Sistema
: Una cantidad de materia o una región en el espacio elegido para análisis
Sistema cerrado: (masa de control)
Consta de una cantidad fija de masa, y ninguna otra puede cruzar su frontera
Sistema abierto: (volumen de control)
Es una región elegida apropiadamente en el espacio
Alrededores o entorno:
Es la masa o región fuera del sistema
Propiedades:
Cualquier característica de un sistema
P. Intensivas:
Aquellas independientes de la masa de un sistema, como temperatura, presión y densidad
P. Extensivas:
Aquellas cuyos valores dependen del tamaño o extensión del sistema
DENSIDAD Y GRAVEDAD ESPECÍFICA
Densidad
Se define como la masa por unidad de volumen
Volumen específico
Se define como el volumen por unidad de masa
Gravedad específica o densidad relativa
Se define como el cociente de la densidad de alguna sustancia entre la densidad de alguna sustancia estándar a una temperatura específica
Peso específico
Es el peso de un volumen unitario de una sustancia
POCESOS Y CICLOS
Proceso
: Cualquier cambio de un estado de equilibrio a otro experimentado por un sistema
Procesos reversibles e irreversibles
P. Reversible
: Proceso que se puede invertir sin dejar rastro en el entorno
P. Irreversible:
Proceso que no es reversible
ISO
: Se usa a menudo para designar un proceso donde una propiedad permanece constante
P. Isobárico:
La presión permanece constante
P. Isocórico o isométrico:
El volumen permanece constante
P. Isotérmico:
La temperatura permanece constante
P. adiabático
: Cuando un sistema no pierde ni gana calor
Trayectoria
: Son los estados por los que pasa un sistema durante un proceso
Procesos casi estéticos o casi equilibrados:
Cuando un proceso de desarrolla de tal manera que de todo el tiempo el sistema permanece infinitésimamente cerca de un estado de equilibrio
Ciclo
: Cuando un sistema regresa a su estado inicial al final del proceso (los estados inicial y final son idénticos)
TEMPERATURA Y LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
Ley cero de la termodinámica
Establece que si dos cuerpos están en equilibrio con un tercer cuerpo, también están en equilibrio térmico entre sí
Si el tercer cuerpo se sustituye por un termómetro, la ley cero se puede volver a expresar como dos cuerpos están en equilibrio térmico si ambos tienen la misma lectura de temperatura incluso si no están en contacto
Escalas de temperatura
Punto de hielo
: Es una mezcla de hielo y agua en equilibrio con aire saturado con vapor a 1 atm (0°C)
Punto de vapor:
Es una mezcla de agua líquida y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm (100°C)
Celsius (°C)
El vapor donde el agua líquida cambia de estado a hielo sólido. El vapor donde el agua líquida se convierte e vapor. Se dice que entre uno y otro hay 100 divisiones; por lo cual el hielo se forma a 0° Celsius y el agua se evapora 100° Celsius. Esto ocurre a 1 atm, en sitios sobre el nivel del mar
Fahrenheit (°F)
Su punto base es donde el agua con sal de amonio con hielo encuentran su punto de equilibrio y se define este valor como su cero, después se repite el proceso sin agua salada y el resultado es un valor por debajo del cero (30 unidades por debajo)
Kelvin
Se considera escala absoluta, tiene un único punto de referencia, donde la vibración de los átomos se detiene por completo, el punto donde la energía interna de un cuerpo se reduce a cero. La escala no se le debe agregar el término grados
Rankine (°R)
Esta escala absoluta define el cero absoluta en términos de grados Fahrenheit, por lo cual carece de valores negativos y establece que
0 R= -459.67 °F
TRABAJO
Es una forma de energía que se define como la fuerza multiplicada por la distancia
1 caloría: la cantidad de energía necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1g de agua a 14.5°C
1 Btu: La cantidad de energía requerida para elevar en 1°F la temperatura de 1lbm de agua a 68°F
PESO
Es la fuerza gravitacional aplicada a un cuerpo y su magnitud se determina a partir de la segunda ley de Newton
El peso del volumen de una sustancia se llama
peso específico (Y)
es decir la relación entre el peso y volumen de una sustancia y se determina a partir de:
FUERZA
Se considera a la fuerza como una dimensión secundaria cuya unidad se deriva a la segunda ley de Newton
FUERZA=(masa)(aceleración)
EQUILIBRIO
La termodinámica trata con estados de equilibrio estos son un estado de balance
E. Mecánico
: Si con el tiempo no hay cambio de presión en alguno de sus puntos
Fase de equilibrio:
Si en un sistema hay dos fases y cuando la masa de cada una alcanza un equilibrio
E. Térmico
: Si la temperatura es la misma en todas partes
E. Químico:
Si su composición química no cambia con el tiempo, no ocurren reacciones químicas
ENERGÍA Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Energía
La energía puede existir en varias formas: térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética, química y nuclear, la suma conforma la energía total E de un sistema
Energía cinética EC
Energía que posee un sistema como resultado de su movimiento en relación con cierto marco de referencias
Energía potencial EP
Energía que posee un sistema como resultado de su incremento de altura en un cuerpo gravitacional
Energía mecánica
Es la forma de energía que se puede convertir completamente en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico
