LA Termodinámica es el área de la Física que estudia varios fenómenos y sistemas físicos complejos en los que se intercambian calor, transformaciones de energía y variaciones de temperatura. La termodinámica se rige por cuatroleyes.entropía, temperatura, calor y volumen que nos permiten describir diferentes sistemas a través de variables como presión, volumen, temperatura, calor y entropía.
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Fundamentos de termodinámica
La termodinámica es un descripción estadística de la naturaleza, a través de él es posible concebir el comportamiento macroscópico de sistemas que contienen muchos cuerpos. Como esta área de estudio es bastante amplia, se presentarán algunos conceptos fundamentales para facilitar la comprensión de las leyes que se comentan a continuación.
sistema termodinámico
Los sistemas termodinámicos son regiones distinguibles de sus barrios por alguna característica. Estas regiones pueden estar separadas por paredes, membranas, entre otras, por ejemplo, es posible considerar la
gas dentro de un globo como un sistema.la definición de sistemacerrado, a su vez, es un poco más restringido. Los sistemas cerrados son aquellos que no intercambian calor ni hacen ejercicio ni reciben trabaja de sus barrios.
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estado termodinámico
El estado termodinámico se refiere a un conjunto de variables que se puede utilizar para describir las condiciones de un sistema. Esto permite la reproducción de estas condiciones por otro experimentador, por ejemplo, en otras palabras, el estado de un sistema simboliza su condición, a través de parámetros como presión, volumen, temperatura. Cuando un sistema sufre un cambio de estado termodinámico, decimos que ha pasado por un transformación.
equilibrio termodinámico
El equilibrio termodinámico es la condición en la que un sistema no muestra ninguna tendencia hacia el cambio. estado termodinámico espontáneo, es decir que un sistema que está en equilibrio termodinámico no cambia su estado espontáneamente, a menos que esté influenciado por su entorno.
El concepto de equilibrio termodinámico también es importante para comprender la idea de transformación reversible y transformación irreversible. Transformacionesreversible son las que se dan muy cerca de la situación de equilibrio, en este sentido, un sistema que está experimentando una transformación reversible regresa rápidamente al equilibrio.
Transformacionesirreversible son aquellos en los que las condiciones de equilibrio son cada vez menos accesibles, haciendo que el conjunto El sistema cambia sus características de tal manera que ya no es posible que vuelva al estado anterior.
Temperatura
De acuerdo con teoría cinética de los gases, la temperatura puede entenderse como la manifestación macroscópica de la energía cinética de las partículas constituyentes de un sistema termodinámico. Esta temperatura, por tanto, mide la grado de agitación. Su unidad de medida es el kelvin (K).
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trabajo termodinámico
El trabajo termodinámico es el intercambio de energía entre dos sistemas termodinámicos por el movimiento de sus fronteras. Por ejemplo, cuando calienta un gas dentro del émbolo de una jeringa, en cierto punto, la presión ejercida por el gas es lo suficientemente grande como para empujar el émbolo. Esta energía, entonces, en forma de energía mecánica, se transfiere del gas al medio externo, lo que hace que la temperatura y la energía interna del gas disminuyan.
Leyes de la termodinámica
Hay cuatro leyes de la termodinámica y cada una de ellas se relaciona con un concepto de Termología, veamos cuáles son las leyes de la Termodinámica y qué dice cada una de ellas:Ley cero de la termodinámica
La ley cero de la termodinámica establece que todos los cuerpos en contactotérmico transferir calor entre sí hasta que el equilibriotérmico. La ley cero de la termodinámica generalmente se explica en términos de tres cuerpos: A, B y C.
Según esta explicación, los cuerpos A, B y C han estado en contacto térmico durante mucho tiempo, por lo que si el cuerpo A está en equilibrio térmico con el cuerpo B, el cuerpo C estará en equilibrio térmico con los cuerpos A y B, en este caso, las temperaturas de A, B y C serán iguales y no habrá más intercambios de calor entre ellos.
"Todos los cuerpos intercambian calor entre sí hasta que se alcanza la condición de equilibrio térmico".
Primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica se refiere a la conservaciónenenergía. Según esta ley, toda la energía que se transfiere a un cuerpo puede almacenarse en el propio cuerpo, en este caso, transformándose en energía interna. La otra porción de energía que se transfiere al cuerpo se puede transferir al entorno en forma de trabajo o en forma de calor.
La fórmula utilizada para describir la primera ley de la termodinámica se muestra a continuación, compruébalo:
"La variación en la energía interna de un sistema termodinámico se mide por la diferencia entre la cantidad de calor absorbido por él y la cantidad de trabajo realizado por él o sobre él".
Segunda ley de la termodinámica
La segunda ley de la termodinámica se refiere a una cantidad física conocida como entropía, que es una medida del número de estados termodinámicos de un sistema, en otras palabras, la entropía da una medida de aleatoriedad o por la desorganización de un sistema.
Tercera ley de la termodinámica
La tercera ley de la termodinámica se refiere al límite inferior de temperatura: o cero absoluto. Según esta ley, no hay forma de que un cuerpo pueda alcanzar el temperatura cero absoluta. Además de esta definición, esta ley también tiene implicaciones para la rendimiento de las máquinas térmicas, que en ningún caso puede ser igual al 100%.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
