Tarea:
Enuncie la Ley Cero de la Termodinámica
*Ley cero de la termodinámica:
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.
A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.
Demostración de la existencia de la temperatura empírica de un sistema en base a la ley cero
Para dos sistemas en equilibrio termodinámico representados por sus respectivas coordenadas termodinámicas (X1,Y1) y (X2,Y2) tenemos que dichas coordenadas no son función del tiempo, por lo tanto es posible hallar una función que relacionem dichas coordenadas, es decir:
f(X1,x2,Y1,Y2) = 0
Sean tres sistemas hidrostáticos, A,B,C, representados por sus respectivas termodinámicas: (Pa,Va), (Pb,Vb),(Pc,Vc). Si A y C están en equilibrio debe existir una función tal que:
f1(Pa,Pc,Va,Vc) = 0
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.
A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.
Demostración de la existencia de la temperatura empírica de un sistema en base a la ley cero
Para dos sistemas en equilibrio termodinámico representados por sus respectivas coordenadas termodinámicas (X1,Y1) y (X2,Y2) tenemos que dichas coordenadas no son función del tiempo, por lo tanto es posible hallar una función que relacionem dichas coordenadas, es decir:
f(X1,x2,Y1,Y2) = 0
Sean tres sistemas hidrostáticos, A,B,C, representados por sus respectivas termodinámicas: (Pa,Va), (Pb,Vb),(Pc,Vc). Si A y C están en equilibrio debe existir una función tal que:
f1(Pa,Pc,Va,Vc) = 0
Es decir:
Pc = g1(Pa,Va,Vc) = 0
Donde las funciones f1 y g1 dependen de la naturaleza de los fluidos.
Análogamente, para el equilibrio de los fluidos B y C:
f2(Pb,Pc,Vb,Vc) = 0
Es decir:
Pc = g2(Pb,Vb,Vc) = 0
Con las mismas considerciones que las funciones f2 y g2 dependen de la naturaleza de los fluidos.
La condición dada por la ley cero de la termodinámica de que el equilibrio térmico de A con C y de B con C implica asimismo el quilibrio de A y B puede expresarse matemáticamente como:
g1(Pa,Va,Vc) = g2(Pb,Vb,Vc)
Lo nos conduce a la siguiente expresión:
f3(Pa,Pb,Va,Vb) = 0
Entonces, llegamos a la conclusión de que las funciones g1 y g2 deben ser de naturaleza tal que se permita la eliminación de la variable termodinámica comón Vc. Una posibilidad, que puede demostrarse única, es:
g1 = m1(Pa,Va)n(Vc) + k(Vc)
Asimismo:
g2 = m2(Pb,Vb)n(Vc) + k(Vc)
Una vez canceladas todas las partes que contienen a Vc podemos escribir:
m1(Pa,Va) = m2(Pb,Vb)
Mediante una simple repetición del argumento, tenemos que:
m1(Pa,Va) = m2(Pb,Vb) = m3(Pc,Vc)
Y así sucesivamente para cualquier número de sistemas en equilibrio termodinámico.
Henos demostrado que para todos los sistemas que se hallen en equilibrio termodinámico entre si, existen sendas funciones cuyos valores numéricos son iguales para cada uno de dichos sistemas en equlibrio. Este valor numérico puede ser representado con la letra griega θ y será definido como la temperatura empírica de los sistemas en equilibrio termodinámico.
Así, tenemos que todo equilibrio termodinámico entre dos sistemas es equivalente a un equilibrio térmico de los mismos, es decir, a una igualdad de temperaturas empíricas de estos
*Exprese los 2 enunciados principales que definen a la Segunda Ley de la Termodinámica
Segunda ley de la termodinámica:
Esta ley indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas
:
Enunciado de Carnot:
Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824 propuso : La potencia motriz del calor es independiente de los agentes que intervienen para realizarla; su cantidad se fija únicamente por la temperatura de los cuerpos entre los que se hace, en definitiva, el transporte calórico.
Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824 propuso : La potencia motriz del calor es independiente de los agentes que intervienen para realizarla; su cantidad se fija únicamente por la temperatura de los cuerpos entre los que se hace, en definitiva, el transporte calórico.
Enunciado de Clausius:
No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada".
Ambos enunciados son equivalentes y expresan una misma ley de la naturaleza.
"La energía no se crea ni se destruye solo se transforma".
Donde:
, rendimiento del ciclo de Carnot.,
Donde:
, rendimiento del ciclo de Carnot.,
temperaturas de la fuente fría (c)
y caliente (h)., rendmiento
:
Comente qué se entiende por muerte térmica del Universo:
Explique que es un proceso adiabatico y uno no adiabático
Padiabático:roceso
a aquel en el cual el sistema (generalmente, unComente qué se entiende por muerte térmica del Universo fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico.
El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.
Describa el concepto de energía interna de un sistema
Energía interna:
es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales.
Cite 3 fuentes de energía térmica y cuáles son las ventajas que presentan el uso de cada una de ellas.:
Energía renovable:
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
Energía geotérmica:
es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
Ventajas :
1-Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
2-Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón
2-Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón
Inconvenientes :
1-Emisión de ácido sulfídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
2-En ciertos casos, emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiria para obtener la misma energía por combustión.
3-Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
4-Contaminación térmica.
5-Deterioro del paisaje.
6-No se puede transportar (como energía primaria).
7-No está disponible más que en determinados lugares.
Energía eólica
es la que se obtiene por medio del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.
Ventajas de la energía eóliotica
1_Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del sol.
2_Es una energía limpia ya que no requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), y no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
3_Si bien no en todos los lugares puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica, su inclusión en un sistema interligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
2_Es una energía limpia ya que no requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), y no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
3_Si bien no en todos los lugares puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica, su inclusión en un sistema interligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
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