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30 / 03 / 2016

M.M.C.IV

Tema 1: Fundamentos de la termodinmica

Esquema de una teora unifcada del calor

Tipo de teorarocesos !sicos ene"uili#rio t$rmico

rocesos !sicos!uera dele"uili#riot$rmico

Teoramacrosc%pica &o

teora!enomenol%'ica(

Termodinmica (termo

esttica) (Fsica trmica)

Termodinmica

fuera delequilibrio trmico(en NO equilibrio

trmico)

Teoramicrosc%pica

&Teora

atomstica(

Mecni

caclsica

Mecnica estadstica

clsica (FsicaEstadstica)

Cintica clsica

Mecni

ca

cuntica

Mecnica estadstica

cuntica (Fsicaestadstica cuntica)

Cintica cuntica

1. )#*eto de estudio de la termodinmicaEstudia lo fenmenos fsicos de ocurren en la

naturaleza en el es!acio " en el transcurso deltiem!o como resultado de la interaccin calrica que

de!ende del ni#el de mo#imiento calor$co dado%

+ &istema Termodinmico'Es un cuer!o o conunto de cuer!os que se%

+ *os sistemas termodinmicos !ueden ser+omo,neos o +etero,neos%

+ *os sistemas termodinmicos !ueden ser sim!les ocom!leos%

+ *os sistemas termodinmicos fsicos !ueden!resentarse de diferente forma o en diferentes ti!osde a,re,ados (estados de la materia)'

o Estado slido

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b

o Estado lquidoo Estado ,aseosoo Estado !lasmtico%

2. ropiedades t$rmicas de los sistemas !sicosa)Propiedades extensivas

Em' El #olumen ener,a entro!a etc%b)Propiedades intensivas

Em' *a tem!eratura densidad etc%

3. ,e-nici%n de propiedad etensia:

Es aquella !ro!iedad que de!ende de la cantidad desustancia del cuer!o fsico%

. ,e-nici%n de propiedad intensia

Es aquella !ro!iedad que NO de!ende de la cantidad desustancia del cuer!o fsico%

45 IT 7

-armetros internos b -armetros internos ai

-armetro trmico'

Es aquel que es consecuencia del efecto del mo#imiento

calor$co (./ .olumen -/-resin T/Tem!eratura)%T/-armetro interno

./ -armetro e0terno

*a ener,a interna es la ener,a !ro!ia del sistema fruto delmo#imiento calor$co que e0!erimenta el sistema%

El modelo matemtico que describe dic+a caracterstica se!uede re!resentar como una funcin continua que de!ende

&istema

fsico ai

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del !armetro tem!eratura T " del !aretro #olumen . esdecir

1/1(T.)

El sistema fsico !uede ser caracterizado ener,ticamente

con la funcin 1/1(T.)%

dU=(UT)VdT+(U

V)TdV

-rocesos fsicos termodinmicos fundamentales'

En la fsica se de$nen los si,uientes !rocesos fsicos

termodinmicos fundamentales'

1. Proceso isotrmico:

Cuando la tem!eratura T es constante%2. Proceso isobrico:

*a !resin - es constante%2% Proceso isocrico:

El #olumen . es constante%. Proceso adiabtico:

No !ierde ni ,ana calor% ( d Q /3)

!. Proceso politrpico en "eneral*a ca!acidad calor$ca C es diferente de cero

C=dQ

d P 0

P#$%&E'(:

En el modelo del ,as ideal se !ide re!resentar lasecuaciones trmicas de estado de los 4 !rocesos fsicostermodinmicos fundamentos anteriormente descritos%

$&*+,-

1/1(T.)

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-ara el ,as ideal se conoce una ecuacin trmica'

pV RT()

5onde !/!resin ./#olumen / n6mero de moles

( /m7M/masa de la sustancia 7 masa molar de la

sustancia)

8/constante uni#ersal de ,ases

T/tem!eratura en ,rados 9E*.:N o absoluto

/E(##$&&$:

1E# +($:Cuando el !roceso es isotrmico (T/constante)

Entonces (;)

!./ 8T

tenemos

!./ 8T/C8E>'

CE8 ->8> E*TE8CE8 C>&O' :&OCO8O%=% 8E&O*.E8 TO5O& E&TO& 2 C>&O& ->8> E* @>& 8E>*