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30 / 03 / 2016
M.M.C.IV
Tema 1: Fundamentos de la termodinmica
Esquema de una teora unifcada del calor
Tipo de teorarocesos !sicos ene"uili#rio t$rmico
rocesos !sicos!uera dele"uili#riot$rmico
Teoramacrosc%pica &o
teora!enomenol%'ica(
Termodinmica (termo
esttica) (Fsica trmica)
Termodinmica
fuera delequilibrio trmico(en NO equilibrio
trmico)
Teoramicrosc%pica
&Teora
atomstica(
Mecni
caclsica
Mecnica estadstica
clsica (FsicaEstadstica)
Cintica clsica
Mecni
ca
cuntica
Mecnica estadstica
cuntica (Fsicaestadstica cuntica)
Cintica cuntica
1. )#*eto de estudio de la termodinmicaEstudia lo fenmenos fsicos de ocurren en la
naturaleza en el es!acio " en el transcurso deltiem!o como resultado de la interaccin calrica que
de!ende del ni#el de mo#imiento calor$co dado%
+ &istema Termodinmico'Es un cuer!o o conunto de cuer!os que se%
+ *os sistemas termodinmicos !ueden ser+omo,neos o +etero,neos%
+ *os sistemas termodinmicos !ueden ser sim!les ocom!leos%
+ *os sistemas termodinmicos fsicos !ueden!resentarse de diferente forma o en diferentes ti!osde a,re,ados (estados de la materia)'
o Estado slido
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b
o Estado lquidoo Estado ,aseosoo Estado !lasmtico%
2. ropiedades t$rmicas de los sistemas !sicosa)Propiedades extensivas
Em' El #olumen ener,a entro!a etc%b)Propiedades intensivas
Em' *a tem!eratura densidad etc%
3. ,e-nici%n de propiedad etensia:
Es aquella !ro!iedad que de!ende de la cantidad desustancia del cuer!o fsico%
. ,e-nici%n de propiedad intensia
Es aquella !ro!iedad que NO de!ende de la cantidad desustancia del cuer!o fsico%
45 IT 7
-armetros internos b -armetros internos ai
-armetro trmico'
Es aquel que es consecuencia del efecto del mo#imiento
calor$co (./ .olumen -/-resin T/Tem!eratura)%T/-armetro interno
./ -armetro e0terno
*a ener,a interna es la ener,a !ro!ia del sistema fruto delmo#imiento calor$co que e0!erimenta el sistema%
El modelo matemtico que describe dic+a caracterstica se!uede re!resentar como una funcin continua que de!ende
&istema
fsico ai
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del !armetro tem!eratura T " del !aretro #olumen . esdecir
1/1(T.)
El sistema fsico !uede ser caracterizado ener,ticamente
con la funcin 1/1(T.)%
dU=(UT)VdT+(U
V)TdV
-rocesos fsicos termodinmicos fundamentales'
En la fsica se de$nen los si,uientes !rocesos fsicos
termodinmicos fundamentales'
1. Proceso isotrmico:
Cuando la tem!eratura T es constante%2. Proceso isobrico:
*a !resin - es constante%2% Proceso isocrico:
El #olumen . es constante%. Proceso adiabtico:
No !ierde ni ,ana calor% ( d Q /3)
!. Proceso politrpico en "eneral*a ca!acidad calor$ca C es diferente de cero
C=dQ
d P 0
P#$%&E'(:
En el modelo del ,as ideal se !ide re!resentar lasecuaciones trmicas de estado de los 4 !rocesos fsicostermodinmicos fundamentos anteriormente descritos%
$&*+,-
1/1(T.)
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-ara el ,as ideal se conoce una ecuacin trmica'
pV RT()
5onde !/!resin ./#olumen / n6mero de moles
( /m7M/masa de la sustancia 7 masa molar de la
sustancia)
8/constante uni#ersal de ,ases
T/tem!eratura en ,rados 9E*.:N o absoluto
/E(##$&&$:
1E# +($:Cuando el !roceso es isotrmico (T/constante)
Entonces (;)
!./ 8T
tenemos
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