DEFINICIONES

Un sistema cerrado es aquel que sólo puede intercambiar energía con su entorno, pero no materia.

Un sistema abierto es aquel que puede intercambiar materia y energía con su entorno.

Un sistema aislado es aquel que no puede intercambiar materia ni energía con su entorno.

SISTEMA

FRONTERA

MEDIO EXTERIOR

CAMBIO DE ESTADO: Está definido cuando se especifican el estado inicial y final

TRAYECTORIA: es el recorrido que realiza un proceso para llegar de un estado inicial a su estado final.

PROCESO: Es el método de operación mediante el cual se realiza el cambio de estado.

P

V

1

2

PRIMER PRINCIPIO LA ENERGÍA DEL UNIVERSO SE CONSERVA

Es imposible realizar un trabajo sin consumir una energía

.uff, uff

W=F x

Trabajo realizado por el hombre

Fuerza aplicada

Distancia que se desplaza el objeto

Fuer

za

distanciaX1 X2

2

1

X

XW Fdx

Trabajo=área

[N.m=J]

Energía = Capacidad para realizar un trabajo

Pext

TRABAJO (PV)TRABAJO (PV)

Pext

P2

x extF P A

/A V x

Pext

P1

x

0 < Pext < P2

V

1P

2

cosxFw x

Equilibrio mecánico Pext = Pint

V

1P

2

dV

El trabajo total realizado sobre el sistema es la suma de las cantidades infinitesimales de trabajo.

dVPwV

V ext 2

1

Un mol de un G.I. se expande isotermicamente desde (P1,V1,T) hasta (P2,V2,T) en una etapa, frente a una P de oposición constante e igual a P2. Si P1=10atm, P2=5atm y T=300K ¿Cuál es trabajo realizado a presión constante? ¿Cuál es trabajo reversible?

Calcule le trabajo reversible cuando una mol de un gas se realiza por los procesos a) y b) si P1=4 atm, V1=500cm3, P2=1atm y V2=2000cm3.

CALORCALOR

Un sistema cede E en forma de Q si se transfiere como resultado de una diferencia de T entre el sistema y el entorno.

( , ) 2 1( )T PQ mC T T

la T sistema varía hasta igualar la Talrededores

Unidades : Julio

1 cal = 4.184 J

ENERGÍA Y AL PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.ENERGÍA Y AL PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.

Si un sistema se somete a cualquier trasformación cíclica el trabajo producido al medio ambiente es igual al calor generado por le medio ambiente.

En términos matemáticos Qw

Para cualquier ciclo 0)( Qw

Por teoremas matemáticos exige que el integrando sea una diferencial de una propiedad de estado del sistema. QwdE

Para un cambio de estado f

i

f

i

f

i

QwdE

Entonces el cambio de energía será wQE

Se sabe que la energía macroscópica es

CP EEUE Para sistemas estacionarios

UE

∆E: Es el cambio d energía del sistema en el proceso.

Q: Es el calor transferido al sistema durante el proceso.

w: Es el trabajo realizado sobre el sistema en el transcurso del proceso.

Para una masa fija describimos el sistema en función de temperatura y volumen.

),( VTUU

dVV

UdT

T

UdU

TV

VT

U

TV

U

Rapidez de aumento de la energía con respecto a la temperatura a volumen constante.

Rapidez de aumento de la energía con respecto al volumen a temperatura constante.

Cambio de estado a volumen a constante

QwdU

VQdU

Relacionando las ecuaciones

dTT

UQ

VV

Relaciona el calor transferido desde el medio ambiente con el aumento de dT.

VVV

CT

U

T

Q

Capacidad calorífica a volumen

constante.

dTCdU V dTCU

T

T

V2

1

Cambio de estado a presión constante

QwdU pdVQdU

2

1

2

1

2

1

pdVQdU )( 1212 VVpQUU P

111222 VpUVpUQP 12 HHQp

Para un cambio infinitesimal en el estado de un sistema PdQdH

Entalpía depende de T y P entonces H=H(T,P)

dPP

HdT

T

HdH

TP

dTT

HdH

P

dTT

HdQ

PP

Relaciona el calor transferido desde el medio ambiente con el aumento de temperatura del sistema

PPP

CT

H

T

Q

Capacidad calorífica a presión constante

dTCdH P

Criterio de signosCriterio de signos

SISTEMA

Q > 0

W > 0 W < 0

Q < 0

Relación de Cp y CV

dVV

UdT

T

UdU

TV

QwdU pdVdw

dVV

UdT

T

UpdVdQ

TV

pdVdVV

UdTCdQ

TV

PPTPV

P T

Vp

T

V

V

U

T

TC

T

Q

PTVP T

V

V

UPCC

Proceso adiabático: si no flujo de calor en un cambio de estado estonces dQ=0

QwdU pdVdw

PdVdU

Caso especial: Proceso reversible (G..I.)

PdVdTCV V

dVnR

T

dTCV

i

f

i

fV

V

VR

T

TC lnln

RCC VP

V

P

C

C

1

F

i

i

f

V

V

T

T cteTV 1

ctePV