TERMODINÁMICA Flashcards
CALOR Y TEMPERATURA
El calor se refiere a la transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro
Formas de transferencia:
1.-Conducción térmica: Agitación de moléculas que causa aumento de temperatura, dilatación de cuerpos y fundición de sólidos.
2.-Convección térmica: Transferencia de calor entre líquidos y gases
2.-Irradiación térmica: Propagación de calor por ondas electromagnéticas sin contacto directo entre cuerpos.
–La temperatura mide la energía cinética promedio de las moléculas dentro de un sistema
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
el calor es la transferencia de energía, mientras que la temperatura es la medida de la agitación molecular. Ambos conceptos están relacionados, y para que la temperatura de un cuerpo cambie, debe haber una transferencia de calor
EQUILIBRIO TÉRMICO
Equilibrio térmico: Se alcanza cuando la temperatura entre ambos cuerpos es igual.
ESCALAS TERMOMÉTRICAS ABSOLUTAS
Kelvin (K):
Definición: La escala Kelvin es una escala absoluta que comienza desde el cero absoluto, que es la temperatura más baja posible en la naturaleza (donde las partículas tienen energía cinética mínima).
Puntos de referencia:
Cero Kelvin (0 K): Corresponde al cero absoluto, que es igual a -273.15°C.
Punto de ebullición del agua: 100°C = 373.15 K.
Punto de fusión del agua: 0°C = 273.15 K.
Aplicaciones: Se utiliza en física, química y astronomía para cálculos precisos.
Rankine (°R):
Definición: Similar al Kelvin, el Rankine es otra escala absoluta de temperatura.
Puntos de referencia:
Cero Rankine (0 °R): Corresponde al cero absoluto en la escala Fahrenheit, que es igual a -459.67°F.
Punto de ebullición del agua: 212°F = 672.67 °R.
Punto de fusión del agua: 32°F = 491.67 °R.
Aplicaciones: Principalmente utilizada en ingeniería y termodinámica
CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA Y CAPACIDAD TÉRMICA ESPECIFICA
Conductividad térmica:
Definición: La conductividad térmica se refiere a la capacidad de un material para conducir o transmitir calor.
Formas de transferir calor:
Conducción: El calor se propaga en los sólidos debido al contacto entre las partículas.
Convección: El calor se transfiere en fluidos como gases y líquidos.
Radiación: El calor se propaga mediante ondas electromagnéticas
Unidades de medida: Se mide en Joules (J) o calorías.
Capacidad térmica específica: La capacidad térmica específica o calor específico es la cantidad de calor que se requiere para que una unidad de masa de una sustancia incremente su temperatura en una unidad de grado Celsius
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
1.-Ley Cero de la Termodinámica: establece que, si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces también están en equilibrio entre sí
2.-Primera Ley de la Termodinámica (Ley de Conservación de la Energía): Esta ley establece que la energía no puede ser creada ni destruida, solo puede transformarse de una forma a otra
3.-Segunda Ley de la Termodinámica (Ley de la Entropía): Esta ley establece que, en cualquier proceso natural, la entropía de un sistema aislado siempre aumentará o permanecerá constante; nunca disminuirá. (En otras palabras, los sistemas tienden a evolucionar hacia un estado de mayor desorden.)
4.-Tercera Ley de la Termodinámica: Esta ley establece que a medida que un sistema se acerca al cero absoluto (0 Kelvin), la entropía del sistema tiende a un valor mínimo constante.
TEORÍA CINETICA DE LOS GASES
–Partículas de Gas: Un gas está formado por un gran número de partículas esféricas cuyo tamaño es despreciable comparado con la distancia entre las partículas
–Movimiento de las Partículas: Las moléculas se mueven en línea recta a gran velocidad y sólo interaccionan cuando colisionan
–Choques Elásticos: Los choques entre partículas y con las paredes del recipiente se consideran perfectamente elásticos, conservándose la energía cinética traslacional
–Leyes de Newton: La teoría cinética supone que las partículas obedecen las leyes de Newton. Esta suposición es incorrecta (las moléculas cumplen las leyes de la mecánica cuántica) y conduce a resultados incorrectos en la predicción de las capacidades caloríficas del gas, aunque da resultados aceptables en propiedades como presión o difusión
–Distribución de Velocidades: Las funciones de distribución de velocidades nos permiten conocer la fracción de moléculas con velocidades comprendidas entre dos valores dados
ESTRUCTURA DE LA MATERÍA (ENFOQUE CLASICO)
–establece que la materia está formada por átomos, los cuales están constituidos por un núcleo lleno de protones y neutrones; y alrededor del núcleo giran los electrones
–Este modelo considera que los átomos se comportan como si fueran bolas de billar, es decir, cumplen con todos los principios de la mecánica clásica (las leyes de Newton), por eso se llama el enfoque clásico
–gracias a esto, podemos explicar muchos fenómenos macroscópicos utilizando principios básicos de mecánica clásica
–Los fenómenos que podemos explicar con el enfoque clásico son: los estados de la materia y otras propiedades como su temperatura, su volumen, su presión, etc.
TEMPERATURA SEGUN LA TEORÍA CINETICA DE LOS GASES
–temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas de un sistema. Dado que la energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas
–En otras palabras, cuando tocas algo “caliente”, lo que sientes es un conjunto de moléculas que chocan contra tu piel a una velocidad más alta que la velocidad con la que vibran las moléculas de tu piel. Y si tocas algo frío, lo que sientes es un conjunto de moléculas que vibran a una velocidad más baja que con la que vibran las moléculas de tu piel
–Un aumento en la temperatura del gas originará un movimiento más poderoso de las moléculas, de tal modo que, si se mantiene el volumen constante, aumentará la presión de dicho gas
ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES
La ecuación de estado de los gases ideales es una relación matemática que describe cómo las propiedades de un gas ideal —presión (P), volumen (V), y temperatura (T)— están interrelacionada
Donde:
PV=nRT
–P es la presión del gas, que puede expresarse en varias unidades como atmósferas (atm), milímetros de mercurio (mmHg), pascals, bar, etc1.
–V es el volumen que ocupa el gas, que generalmente se expresa en litros (L)1.
n es el número de moles de gas1.
–R Su valor más usado es 0,08206 L·atm·K⁻¹·mol⁻¹, aunque en el Sistema Internacional (SI) su valor es 8,3145 J·mol⁻¹·K⁻¹1.
–T es la temperatura del gas, que debe estar expresada en Kelvin (K) para que la ecuación sea válida
