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TEMA 8 TERMODINÁMICA FISICA II 1 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CALOR Y TEMPERATURA - CALOR y TEMPERATURA son conceptos diferentes. - La TEMPERATURA es una manifestación del calor, que no puede identificarse con él. (Ej.: cuerpos sometidos a focos caloríficos idénticos, pueden adquirir diferente temperatura) - El CALOR es una forma de energía (Puchero con agua). - La TEMPERATURA es una nueva MAGNITUD FUNDAMENTAL: - Se dice que un “sistema termodinámico” (compuesto por una cantidad finita de masa y energía) está en “contacto” con otro, cuando puede pasar calor (energía térmica) de uno a otro. FISICA II - Se dice que un cuerpo está MAS CALIENTE (tiene un nivel térmico más alto) que otro cuando al ponerlos en contacto el calor pasa del primero al segundo (parecido a lo que pasa con los vasos comunicantes) - Cuando entre 2 sistemas no existe ninguna transferencia de calor al ponerlos en contacto, se encuentran en EQUILIBRO TÉRMICO y decimos que están a la misma TEMPERATURA. - TEMPERATURA es el nivel térmico de los cuerpos; la temperatura produce en nuestro tacto la sensación de frio o calor. El Calor pasa de los cuerpos de mayor a los de menor temperatura. 2 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA IMPOSIBILIDAD DEL MÓVIL PERPETUO DE PRIMERA ESPECIE PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA FISICA II 3 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA EXPRESIÓN INTEGRAL DEL PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA FISICA II 4 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA ENERGÍA INTERNA DE UN SISTEMA FISICA II 5 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA GENERALIZACIÓN DEL PRINCIPIO DE LA EQUIVALENCIA. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA En la transformación de calor en trabajo y su inversa, hay que considerar que, en general, los estados extremos no son idénticos, es decir, que la energía calorífica comunicada (dQ) se distribuye entre una realización de trabajo y una acumulación de energía interna en el propio sistema. FISICA II 6 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA GENERALIZACIÓN DEL PRINCIPIO DE LA EQUIVALENCIA. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA FISICA II 7 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA GENERALIZACIÓN DEL PRINCIPIO DE LA EQUIVALENCIA. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA CONVENIO DE SIGNOS dQ>0 : CALOR ABSORBIDO DEL AMBIENTE POR EL SISTEMA dQ<0 : CALOR CEDIDO AL AMBIENTE POR EL SISTEMA dW>0 : TRABAJO REALIZADO POR EL SISEMA SOBRE EL MEDIO EXTERIOR dW<0 : TRABAJO REALIZADO POR EL MEDIO EXTERIOR SOBRE EL SISTEMA FISICA II 8 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRABAJO REALIZADO EN LOS CAMBIOS DE VOLÚMEN FISICA II 9 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA DIAGRAMA DE CLAPEYRON (p, V) FISICA II 10 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA DIAGRAMA DE CLAPEYRON (p, V) FISICA II 11 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CÁLCULO DEL TRABAJO EN DIFERENTES TRANSFORMACIONES Isócora o Isostérica (V = cte) Isobárica (p = cte) Gas Ideal R = 0,082 atm l/mol K R = 2 cal/mol K FISICA II 12 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CÁLCULO DEL TRABAJO EN DIFERENTES TRANSFORMACIONES Isoterma (T = cte) Gas Ideal FISICA II 13 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA GASES IDEALES. EXPERIENCIA Y LEY DE JOULE Al no haber intercambio de calor con el exterior (Transf. Adiabática) Al no haber “vencido” el gas ninguna presión La ENERGÍA INTERNA es función exclusiva de la TEMPERATURA FISICA II 14 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CALOR ESPECÍFICO FISICA II 15 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CAPACIDAD CALORÍFICA FISICA II 16 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA CAPACIDAD CALORÍFICA MOL A IGUALDAD DE PRESIÓN, VOLÚMEN Y TEMPERATURA, TODOS LOS GASES TIENEN EL MISMO NÚMERO DE MOLÉCULAS (Hipótesis de Avogadro) FISICA II 17 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRANSFORMACIONES TERMODINÁMICAS Isócora o Isostérica (V = cte) FISICA II 18 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRANSFORMACIONES TERMODINÁMICAS Isócora o Isostérica (V = cte) Isobárica (p = cte) FISICA II 19 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA EXPRESIÓN DE LA VARIACIÓN DE LA ENERGÍA INTERNA DE UN SISTEMA EN CUALQUIER TRANSFORMACIÓN TERMODINÁMICA ISÓCORA ISOTERMA FISICA II 20 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA DETERMINACIÓN DEL CALOR MOLAR DE LOS GASES A VOLUMEN CONSTANTE FISICA II 21 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRANSFORMACIONES ADIABÁTICAS FISICA II 22 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRANSFORMACIONES ADIABÁTICAS EN GASES IDEALES. ECUACIÓN DE POISSON dU - pdV nRT ncv dT dV V dT R dV T cv V Integrando: ln T + R ln V cte cv TV FISICA II R cv cte 23 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA TRANSFORMACIONES ADIABÁTICAS EN GASES IDEALES. ECUACIÓN DE POISSON TV R cv cte Como: T PV V nR Llamando: R cv cte PV R + cv c p R g + 1 cv cv cv PV g cte FISICA II PV nR R +1 cv cte Constante adiabática de los gases ideales TV g- 1 cte 24 TEMA 8 TERMODINÁMICA PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA PENDIENTES DE LAS CURVAS ISOTERMAS Y ADIABÁTICAS EN EL DIAGRAMA DE CLAPEYRON FISICA II 25 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA FISICA II 26 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA MÁQUINAS TÉRMICAS. RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA. Para que el calor se transforme en energía mecánica, realizando trabajo, es necesario un desnivel térmico, es decir un foco caliente y otro fijo. El calor, al pasar del primero al segundo, se puede transformar, en parte en trabajo. FISICA II 27 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA MÁQUINAS TÉRMICAS. RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA. IMPOSIBILIDAD DEL MÓVIL PERPETUO DE 2ª ESPECIE FISICA II 28 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA MÁQUINAS TÉRMICAS. RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA. Q >0 Q’ < 0 FISICA II 29 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA MÁQUINAS TÉRMICAS. RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA. FISICA II 30 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES FISICA II 31 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 32 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 33 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA LA MÁQUINA DE CARNOT https://www.youtube.com/watch?v=yHyeHdR1m5w A PARTIR DE 1:41 FISICA II 34 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 35 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 36 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 37 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 38 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 39 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CARNOT FISICA II 40 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA MÁQUINAS FRIGORÍFICAS. EFICIENCIA FISICA II 41 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA FISICA II 42 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA FISICA II 43 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA FISICA II 44 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA FISICA II 45 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA FISICA II 46 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA FISICA II 47 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA VARIACIÓN DE LA ENTROPÍA EN UN GAS IDEAL PARA DIFERENTES TRANSFORMACIONES Proceso Reversible Isotérmico (T = cte) FISICA II 48 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA VARIACIÓN DE LA ENTROPÍA EN UN GAS IDEAL PARA DIFERENTES TRANSFORMACIONES Proceso Reversible Isóbaro (p = cte) Proceso Reversible Isócoro (V = cte) FISICA II 49 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA VARIACIÓN DE LA ENTROPÍA EN UN GAS IDEAL EN TRANSFORMACIONES ADIABÁTICAS FISICA II 50 TEMA 8 TERMODINÁMICA SEGUNDO PRINCIPIO DE TERMODINÁMICA VARIACIÓN DE LA ENTROPÍA EN UN GAS IDEAL EN TRANSFORMACIONES ADIABÁTICAS https://www.youtube.com/watch?v=89l_6Nh_m4Q https://www.youtube.com/watch?v=WN9ssJSCIEA FISICA II 51
