Ensayo capitulo 1 termodinmicaEn este capitulo se introducen y analizan lo conceptos bsicos de la termodinmica una ciencia con lenguaje nico, que trata sobre todo con la energa.Y aunque muchos tenemos la nocin de lo que es energa, es difcil definirla de forma precisa. La energa se puede considerar como la capacidad para causar cambios. El termino termodinmica proviene de las palabras griegas therme (calor) y dinamis (fuerza) en trminos mas precisos es el esfuerzo para convertir el calor en energa . En la actualidad, el concepto se interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de energa y sus transformaciones, incluida la generacin de potencia, la refrigeracin y las relaciones entre las propiedades de la materia.La primera ley de la termodinmica es simplemente una expresin del principio de conservacin de la energa y sostiene que la energa es una propiedad termodinmica. La segunda ley de la termodinmica afirma que la energa tiene calidad as como cantidad, y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de energa. Ejemplo de esto es una taza de caf caliente en una mesa en algn momento se enfra, mientras que una taza de caf frio en el mismo espacio jams se calienta por si misma.

Cabe destacar que los principios de termodinmica han existido desde la creacin del universo, pero surgi como ciencia hasta que Thomas Savery (1962) Y Thomas Newcomen en 1712 construyeron en Inglaterra las primeras maquinas de vapor, lo cual da apertura a esta maravillosa ciencia. Posteriormente a partir del ao 1850 surge la primera y segunda ley de la termodinmica gracias a los trabajos de William Rankine, Rudolph Clasius y lord Kevin. La termodinmica tiene diversas aplicaciones principalmente en la naturaleza ya que todas las actividades tienen cierta interaccin entre la energa y la materia, tambin se ve fuertemente ligada a los sistemas de ingeniera , aeronutica, plantas elctricas, ollas de vapor sistema s de calefaccin y tambin el cuerpo humano ya que siempre buscamos un confort para el cuerpo, ya que es tpico abrigarnos cuando hace frio, tomar una taza de caf caliente para equilibrar nuestra temperatura ajustar la ropa a las condiciones del ambiente entre otras.

Algunas reas de aplicacin de la termodinmica.

Para analizar estos conceptos debemos conocer las unidades en las que se miden ya que cualquier cantidad fsica se caracteriza mediante dimensiones que se miden en diferentes unidades existen para efectuar estas mediciones dos sistemas de usos comn el sistema ingles y el SI mtrico. El segundo es un sistema simple y lgico basado en una relacin decimal, sus unidades son masa, longitud y tiempo el cual se utiliza a nivel cientfico e ingenieril; mientras que el segundo no tiene ninguna relacin numrica. Sus unidades correspondientes son la libra, el pie y el segundo. Los ejemplos citados en el texto e imgenes tienen en comn en que son sistemas , en general un sistema se define como una cantidad de materia o una regin en el espacio elegida para anlisis. Puede ser de 2 tipos cerrados, abierto; los sistemas cerrados tambin conocidos como masa de control constan de una cantidad fija de masa y ninguna otra puede cruzar su frontera, pero la energa si puede cruzar la frontera, en caso especial de que no pueda haber ni transferencia de energa como de masa se le considera como sistema aislado. Por ultimo los sistemas abiertos o tambin conocidos como volumen de control en este tanto como la masa como la energa pueden cruzar la frontera de un volumen de control este sistema tiene que ver con un flujo msico, con un compresor, turbina o tobera.

Sistema abierto Sistema cerrado

Propiedades de un sistema

Cualquier caracterstica de un sistema se llama propiedad. Algunas propiedades muy familiares son Presin, temperatura T, volumen V y masa m.Se considera que las propiedades son intensivas y extensivas. Las propiedades intensivas son aquellas independientes de la masa de un sistema, como la temperatura, presin y densidad. Las propiedades extensivas son aquellas cuyos valores dependen del tamao o extensin del sistema ejemplo son: masa total, volumen total y cantidad de movimiento total, comnmente se utilizan, las letras maysculas para denotar propiedades extensivas y las minsculas para las intensivas.Una parte fundamental para estudiar a los sistemas es conocer los diferentes estados en los que puede estar y su equilibrio. El primero se define como el conjunto de propiedades que se pueden medir o calcular en el sistema. Mientras que el segundo se define como un estado de balance.Hay muchos tipos de equilibrio, y un sistema no esta en equilibrio termodinmico a menos que se satisfagan las condiciones de todos los tipos necesarios de equilibrio. Por ejemplo un sistema esta en equilibrio trmico si tiene la misma temperatura en todo el. Y se dice que esta en equilibrio termodinmico si mantiene el equilibrio trmico, mecnico, de fase y qumico.

Procesos y ciclosCualquier cambio de estado a otro recibe el nombre de proceso. Un proceso con estados finales idnticos se denomina ciclos. Durante un proceso cuasisestatico o de cuasiequilibrio, el sistema permanece prcticamente en equilibrio todo el tiempo. El estado de un sistema comprensible simple se especifica completamente mediante las propiedades intensivas dependientes.El prefijo iso- se usa con frecuencia para designar un proceso en el que una propiedad particular permanece constante. Por ejemplo, un proceso isotrmico es aquel durante el cual la temperatura permanece constante, un proceso isobrico es aquel en el que la presin se mantiene constante y un proceso isocorico es aquel donde el volumen especifico permanece constante.

La ley cero de la termodinmica establece que dos cuerpos estn en equilibrio trmico si ambos tienen la misma lectura de temperatura aun cuando no estn en contacto. Las escalas de temperatura utilizadas en la actualidad en el SI y en el sistema ingles son la Celsius y la Fahrenheit, respectivamente, las cuales se relacionan con las escalas de temperatura absolutas por

T(K)= T(C) + 273.15T(R) =T(F) + 459.67Las magnitudes de cada divisin de 1 K y de 1 C son idnticas, lo mismo que las magnitudes de cada divisin de 1 R y 1 F, por lo tanto,

PresinLa fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de rea se llama presin, y su unidad es el Pascal, pascal (1) (1 Pa = 1 N/m2 ) atmosfera (atm) torr (1 torr = 1 mm Hg) libras por pulgada cuadrada (psi). La presin relativa al vaco absoluto se llama presin absoluta, y la diferencia entre la presin absoluta y la atmosfrica local se llama presin manomtrica y de vaco se relacionan por

= + m = m

Variaciones de presin por la profundidad En una superficie plana, las fuerzas hidrostticas forman un sistema de fuerzas paralelas, que determinan la magnitud de las fuerzas en su punto de aplicacin, el cual se conoce como centro de presin. La variacin de presin debido a la altura en un gas es insignificante, debido a la baja densidad del gas.Las diferencias de presin, pequeas a moderadas, se miden con un manmetro. El principio de pascal establece que la presin aplicada a un fluido confinado aumenta la presin en todos los puntos en la misma cantidad.

Presin atmosfrica*La tierra est rodeada por una capa de aire conocida como atmsfera, el aire comprende una mezcla de de 20% de oxgeno, 79% de nitrgeno y 1% de gasesraros.*Debido a su peso ejerce una presin sobre los objetos o cuerpos conocida como presin atmosfrica* La presin atmosfrica vara con la altura, por lo que el nivel del mar tiene su mximo valor o presin normal.Ph= pghEl barmetro mide la presin atmosfrica. El principio es La fuerza que equilibra e impide el descenso de la columna de mercurio en el tubo es igual a la que se ejerce debido a la presin atmosfrica sobre la superficie libre del mercurio, y es la misma que recibe el tubo de vidrio por su extremo abierto.