primera ley de la termodinamica 1 2

primera ley de la termodinamica 1 2 gy karIangeIesOI I Ibeapa. nR 16, 2016 29 pagcs REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA «ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE- RECTORADO PUERTO ORDAZ CÁTEDRA: TERMOFLUIDO SECCION M4 PACE 1 or2g to View nut*ge Profesor Bachiller Bustamante Luis Tineo Karla C. 1 24560310 PUERTO ORDAZ 02/12/2015 INTRODUCCIÓN El objetivo de este escrito es presentar los conceptos fundamentales de la Termodinámica en su forma tradicional, Todas las interacciones fundamentales conocidas el a que no se toma en cuenta ni el calor ni la energía interna.

La primera Ley de la Termodinámica no es otra cosa que la ley de conservación de la energía aplicada a una transformación termodinámca. La termodinámica se ocupa de la energía y sus transformaciones en los sistemas desde un punto de vista macroscópico. Sus leyes son restricciones generales que la naturaleza impone en todas esas transformaciones. La termodinámica es una teoría de una gran generalidad, aplicable a sistemas de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas complejas. uesto que la termodinámica se focaliza en las propiedades érmicas, es conveniente idealizar y simplificar las propiedades mecánicas y eléctricas de los sistemas que estudiaremos. La cuestión esencial es señalar que las restricciones en los tipos de sistemas considerados no son limitaciones básicas sobre la generalidad de la teoría termodinámica, y sólo se adoptan meramente para la simplificacion expositiva.

La termodinámica Es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. por su parte, define a la termodinámica como la rama de la física encargada del estudio de la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.

Los estados de equilibrio se estudian y definen por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extensivas entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extenslvas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes, tales como la Imanación, la fuerza electromotriz y las sociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden tratarse por medio de la termodinámica.

La primera ley de la termodinámica La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo reclbido por el mismo, y wceversa. Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.

Un ejemplo sencillo seria: Al remover con un taladro el agua contenida en un recipiente, le estamos aplicando trabajo, que es igual al calor que este emite al medio ambiente al calentarse. En este caso, el sistema puede ser el agua, el medio sería el taladro, el aire circundante y todo lo que está fuera del sistema que no sea agua (pues lo que está afuera recibirá calor del sistema). su composición química homogénea e invariante Ejemplo: el agua, el nitrógeno, el oxígeno, el amoníaco y muchos mas.

La sustancia pura puede presentarse en distintas fases: sólido, líquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presión y temperatura una sustancia puede estar como sólido, líquido o vapor o presentarse en dos o tres fases a la vez. CAMBIOS DE FASE: Existen en la naturaleza muchas situaciones en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. El agua existe como líquido y vapor dentro de una olla de presión. El agua sólida o hielo a la temperatura y presion normales del ambiente comienza su proceso de condensación.

A pesar de que todas las fases de las sustancias son importantes, solo se estudiarán las fases líquido y vapor y su mezcla. En el estudio de la sustancia pura se toma como ejemplo el agua por ser una sustancia muy familiar. Sistema En termodinámica un sistema se define como una porción definida o limitada de materia o un espacio determinado y de magnitud fija (Boughart, 1988), siendo el anterior uno de los conceptos más importante de esta Ciencia. La elección de un sistema termodinámico es arbitraria y se requiere de cierta habilidad.

De hecho la termodinámica se basa en el estudio del cambio de las propiedades de un sistema, Los sistemas pueden ser tan simples como un vaso con agua o tan complejos como una entral generadora de vapor, central generadora de energía eléctrica Es aquí donde el enfoque de sistemas recobra su importancia si se considera que un sistema puede estar formado de múltiples partes que tienen una función específica y que se puede aislar del todo sólo I formado de múltiples partes que tienen una función específica y que se puede aislar del todo sólo la parte que interesa que siendo un sub-sistema puede pasar hacer el sistema principal.

Sistema abierto Cuando existe una corriente de sustancia, el sistema se considera entonces como un volumen de identidad fija, o como se dice ambién un «volumen de control». Dicho sistema se encuentra abierto al flujo de materia, por lo que recibe el nombre de sistema abierto. Sistema cerrado El caso contrario cuando se analiza una masa de control se considera como sistema cerrado en el que no hay flujo de materia con sus alrededores. Frontera y alrededores Un sistema termodinámico se encuentra en una región tridimensional del espacio, limitado (Confinado) por superficies geométricas más o menos arbitrarias.

Las superficies de frontera pueden ser reales o imaginarias, pueden estar en reposo o en movimiento. El límite puede cambiar de forma o tamaño. La región del espacio fisico que queda afuera de las fronteras arbitrariamente seleccionadas del sistema recibe el nombre de alrededores o ambiente. En su signiflcado normal, el término designa exclusivamente la región localizada y específica que interacciona de alguna manera con el sistema y que, por tanto, tiene una influencia detectable sobre él Estado y propiedades del estado El estado de una sustancia describe por completo la condición y la forma en que existe dicho material.

Así tendrá una temperatura, una presión y una densidad especificadas, así omo algunas otras propiedades macroscópicas, y mediante el conocimiento de tales propiedades, se puede determinar el estado par s OF macroscópicas, y mediante el conocimiento de tales propiedades, se puede determinar el estado particular de un fluido que se usa en muchos ciclos termodinámicos. Una propiedad es una característica propia de todo sistema y no depende de la manera en que un sistema cambia de estado, sino únicamente de su condición o estado final.

Propiedades extensivas Una propiedad extensiva es la que depende de la magnitud o tamaño del sistema, es decir, de su masa o volumen. Propiedades intensivas Las propiedades intensivas son independientes de la extensión del sistema, como la temperatura y la presión, por ejemplo. Si se vuelve a la definición general de propiedad, debe observarse que es una característica circunstancial del sistema. por ejemplo una columna de agua. La temperatura puede ser igual en todas sus partes, y por tanto, constituir una propiedad de ese sistema. ?Sucede lo mismo con la presión? La presión no puede ser uniforme en todo el sistema – ya que es mayor en el fondo que en la parte superior – de manera que la presión no constituye una propiedad. Esta se determina cuando el sistema está en equilibrio o no presente cambios Fases Ciertas condiciones físicas de una sustancia se denominan fases de la misma. El agua por ejemplo, presenta las fases sólida, líquida y gaseosa, y cualquier sustancia pura puede existir en cualquier combinación de estas fases.

La fusión se produce cuando un sólido se convierte en líquido, y se habla de solidificación cuando un líquido se convierte en sólido. La vaporización se lleva a cabo cuando un líquido se convierte en gas. Una sustancia que presenta dos fases (por ejemplo sól 6 OF cuando un líquido se convierte en gas. Una sustancia que presenta dos fases (por ejemplo sólida y líquida) está en equilibrio de fases si una de ellas no se transforma al colocarlas en un recipiente. ara cada tipo de equilibrio existe una propiedad termodinámica compartida por dos sistemas y la teoría termodinámica de este concepto se utiliza para definir la propiedad Procesos Se emplea el término proceso para denotar el cambio de estado de una sustancia. La trayectoria de un proceso en un diagrama describe el número infinito de estados que se presentarían cuando un sistema fuera sometido a un proceso específico, ambiando del estado 1 al estado 2.

Ciclos Un ciclo termodinámico es el conjunto de dos o más procesos para los que los estados inicial y final son exactamente los mismos, los sistemas sufren cambios en sus propiedades a la entrada y salida sin considerar muchas veces lo que ocurre en su interior. Explica que todo sistema en Ingenier(a está constituido por varias cantidades y tipos de materia. Para describir dicho sistema y predecir su comportamiento, es necesario conocer las propiedades de los diferentes materiales.

Conservación de la masa La ley de la conservación de la masa es una de entre un grupo e leyes relacionadas con las propiedades físicas de la materia, masa y energía. Una de las primeras leyes de la conservación en ser probadas, la ley de la conservación de la masa, afirma que la materia no puede ser creada o destruida. La comprensión de esta propiedad física es fundamental para los estudiantes de física, química y otras ciencias. Consideraciones La ley de la conservación de la masa de física, química y otras ciencias.

La ley de la conservación de la masa aplica solamente a un sistema cerrado, esto es, un sistema en el que no puede salir o entrar energía o materia. En la naturaleza no hay ningún sistema verdaderamente cerrado, ya que nada en la naturaleza está completamente aislado del ambiente exterior y la energía o materia pueden ser transferidas en muchas formas, incluyendo reacciones químicas, el calor y la luz. Dado que un sistema cerrado es puramente teórico, para el observador casual puede parecer que la materia se destruye cuando de hecho simplemente ha cambiado de una forma a otra, como de un sólido a un gas.

Historia Una versión temprana de la ley de la conservación de la masa fue pronunciada por el poeta romano Lucrecio, quien ijo «Las cosas no pueden surgir de la nada». Si bien Lucrecio estaba expresando una idea filosófica y no necesariamente un concepto ffsico, él sentó la base para que los futuros científicos comenzaran su construcción. La ley de la conservación de la masa fue pronunciada por primera vez como una teoría física por el científico ruso Mikhail Lomonosov en 1748. Esta teoría fue posteriormente reiterada y confirmada por el científico francés Antoine Lavoisier en 1789.

Lavoisier verificó su teoría en la práctica realizando varios experimentos cuidadosamente edidos en los que hizo reaccionar estaño y plomo con oxígeno. Función La ley de la conservación de la masa a menudo se aplica a las reacciones químicas básicas para explicar lo que pasa a nivel atómico durante una reacción, que cada átomo presente al Inicio de la reacción sigue presente al finali atómico durante una reacción, que cada átomo presente al inicio de la reacción sigue presente al finalizar la misma. Un ejemplo simple de esto es la reacción del hidrógeno con el oxígeno para formar agua.

Cuando la ley de la consewaclón de la masa es aplicada a esta reacción, la reacción se equilibra de una manera ue demuestra que dos átomos de hidrógeno deben estar presentes por cada átomo de oxígeno para producir una molécula de agua. Por lo tanto la reacción se escribe como 2H + O H20, demostrando que cada átomo involucrado en la reacción es contabilizado. Importancia Las leyes de conservación son un conjunto de leyes científicas que se han desarrollado a partir de la ley de la conservación de la masa. Estas leyes unifican las ciencias físicas y explican las propiedades de diferentes movimientos y energía. or ejemplo, la ley de la conservación de la carga eléctrica afirma que la carga otal en un sistema aislado permanece igual. Existen otras leyes de la conservación, incluyendo la ley de la conservación del momento y la ley de la conservación de la paridad. LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA Esta ley fue propuesta por MEYER, la cual establece que «La energía del Universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada ni destruida y si cambiar de una forma a » Por ejemplo: En una presa que contiene agua almacenada otra. energía potencial), al abrir la compuerta va cayendo (energía cinética) y al agua es encaminada a mover una turbina (energía ecánica), que a su vez puede generar electricidad ( energía eléctrica) y la electricidad al prender un foco puede darnos luz (energía luminosa) energía eléctrica) y la electricidad al prender un foco puede darnos luz (energía luminosa) o también podemos encender un calentador (energía calorífica). Estos tipos de energía son aún susceptibles de transformarse.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA Y ENERGIA La materia y la energía no son entidades independientes. Constituyen una entidad única que es el complejo materia- energía. La energía y la materia son equivalentes y pueden utuamente transformarse una a la otra, como lo propuso Albert Einstein en 1905 «La suma de la cantidad de materia y de la energía que intervienen en los procesos físico-químico es siempre constante». Las predicciones de Einstein han sido brillantemente confirmadas por la experiencia.

La bomba atómica es un dramático ejemplo de la conversión de materia en energía. Sin embargo existen aplicaciones positivas como en la planta nucleoeléctrica laguna verde (Veracruz). ENERGÍA La energía que primeramente utilizó el hombre fue la de su esfuerzo muscular y la de los animales, hasta que descubrió la nergía de la combustión al poder controlar el fuego. Después utiliza la fuerza del vapor que escapa de caldera y más adelante energía eléctrica y energía nuclear.

Como puedes darte cuenta, la energ(a está íntimamente relacionada con trabajo, en otras palabras, entre más energía se tenga, mayor será el trabajo que se pueda realizar. podemos definir la energía, como la capacidad para realizar un trabajo. TIPOS DE ENERGIA Algunas manifestaciones de energía más comunes son: Energía Mecánica: Es la qu uerpos por su posicion o por su velocidad V manife ovimiento de engranes