TERMODINAMICA

La termodinámica es la ciencia que estudia la relación entre un sistema y su entorno, la cual permite transformar la materia y obtener nuevos productos necesarios para la vida del ser humano...

PROPIEDADES:

“Propiedades termodinámicas son solo aquellas cantidades cuyos valores numéricos no dependen de la historia del sistema, en la medida que el sistema evoluciona entre dos condiciones diferentes, sino que dependen de la condición instantánea durante las cuales ellas son medidas” -Adrian Bejan.

Propiedades Extensivas: Las cuales son magnitudes que dependen de la cantidad de materia y de la extensión del sistema como la masa, el volumen total, la entropía, la energía interna, la entalpía, la exergía, etc.

Propiedades Intensivas: Las cuales son magnitudes cuyo valor son independientes de la cantidad de materia del sistema como la presión, la temperatura, la densidad, el volumen específico. Adicionalmente, si el sistema esta en equilibrio termodinámico, el valor de una propiedad intensiva en cada punto del sistema es igual. Una propiedad extensiva se puede convertir en propiedad intensiva si se divide el valor de la propiedad extensiva por la masa del sistema.

TEMPERATURA (T):

La temperatura se define como un potencial que provoca un flujo de calor, el cual está asociado con el grado de vibración molecular y la energía cinética de átomos, moléculas y electrones. La temperatura es una medida del movimiento molecular de las partículas que conforman un sistema.

La temperatura se puede medir a partir de sus efectos en el sistema especial, los cuales pueden ser: cambios de volumen debido a la dilatación (termómetros de vidrio o de mercurio), cambios en una resistencia eléctrica o generación de potencial eléctrico en dos materiales diferentes.

T (R) = (9/5) x T (K)

T (K) = T (°C) + 273,15

T (R) = T (°F) + 459,67

T (°F) = (9/5) x T (°C) + 32

T (°C) = (5/9) x (T (°F) - 32)

CALOR ESPECÍFICO (Cp, Cv):

Es una medida de la cantidad de la energía que puede ser almacenada en la materia para cada valor de su temperatura. También es la cantidad de calor por unidad de masa que se requiere transferir para producir un cambio unitario de temperatura de una sustancia a volumen o a presión constante. La capacidad calórica a volumen constante Cv se define como la variación de la energía interna con respecto a la temperatura, manteniéndose el volumen constante.

En un sentido más práctico, considerando valores de la capacidad calórica constante, se usa la siguiente expresión para valorar el contenido energético de la materia (u2-u1)

(u2-u1)= cv (T1-T2)

CALOR:

El flujo de calor debe entenderse como la transmisión de energía en virtud de una diferencia de temperatura entre dos puntos. El calor se transmite del sistema de mayor temperatura al de temperatura menor. Otro aspecto de esta definición de calor es que un cuerpo nunca contiene calor; por tanto, el calor es un fenómeno de transporte de energía. Consideremos como un sistema un bloque caliente de cobre y el agua fría de una cubeta como otro sistema, ninguno de los dos sistemas contiene calor inicialmente (pero sí energía). Cuando el bloque de cobre se coloca en el agua y los dos están en contacto, el calor se transmite del cobre al agua, hasta que se establece el equilibrio térmico.

ENERGÍA INTERNA (u):

La energía interna está asociada con el movimiento y con la posición de las partículas, de los átomos y de las moléculas; también es una energía asociada con la estructura del átomo y con los diferentes enlaces entre partículas, átomos y moléculas. La energía interna es la medida del contenido energético de la materia tal como es y sus unidades de energía interna son KiloJoule (kJ), Kilocalorías (kcal), BTU. Entre tanto las unidades de la energía interna específica son kJ/kg, kcal/kg, BTU/lb.

ENTALPÍA (H):

Es la energía interna que posee un flujo de materia más el trabajo de flujo que impulsa el movimiento de dicho flujo. El cambio de entalpía con respecto a un nivel de referencia mide el contenido energético de una corriente de materia que fluye a través de un ducto.

H= U + PV

h= u + pV