Unidad n 3 primer principio

TRABAJOEs energía que fluye entre el sistema y medio que puede usarse para cambiar la altura de una masa

en un medio.Consideremos un sistema como un gas dentro de

un cilindro adiabático y el pistón. El resto es el medio.

Cuando el gas se comprime la altura de la masa en el medio baja y los volúmenes iniciales y finales se definen por las paradas mecánicas indicadas en la

figura.

Características del trabajo• El trabajo es transitorio porque solo aparece durante un cambio

de estado del sistema y el medio. Solamente la energía, y no el trabajo esta asociado con los estados iniciales y finales del sistema.

• El efecto neto del trabajo es cambiar la U del sistema y el medio, y si el única cambio que hubo fue que la masa sube o baja es que ha fluido trabajo entre el sistema y el medio.

• La cantidad de trabajo se calcula a partir del cambio de energía potencial (Ec= m.g.h)

• La conversión de signos es:• trabajo es positivo cuando la masa disminuye la elevación

(sistema recibe trabajo) • El trabajo es negativo cuando la masa aumenta la elevación

(sistema entregue trabajo)

Trabajo reversible

• P = P (T, V)

• La expresión de trabajo es:

• (sistema cerrado proceso reversible)

• El signo menos se debe a la conversión de signos del trabajo.

𝑤=∫𝐹 .𝑑𝑙

Trabajo irreversible

• A veces no se puede calcular.• Por ej:• Se P exterior se reduce bruscamente:• Se producen turbulencias• La p del sistema seran cambientes• Según termodinamica no se puede calcular P.

• Según el ppio de conservacion de la energia:

•

• Si esperamos suficiente tiempo:• dEc=0• Por lo tanto

• Siempre que la Ec no se halla disipado en otro cuerpo.

• Si el trabajo es por transporte de cargas:• w= qφ• Para una corriente cte I que fluye durante un tiempo t• W= I.q.t• Para un sistema que además aumente el volumen de la fase

gaseosa será:

CALOR

• Se define como la cantidad de energía que fluye a través de los limites entre el sistema y el medio debido a una diferencia de temperatura.

• CARACTERISTICAS DEL CALOR:• Es transitorio.• Es cambiar la energía interna• Conversión de signos.

Energia interna

Puede ser debido a:• La Ec de las moléculas• La Ep de los constituyente de un sistema• En forma de vibraciones y rotaciones

químicas.• En forma de enlaces químicos que se puede

liberar mediante una reacción química.

Primer principio de la termodinámica

• E= Ec + Ep +U• Según la primer ley de la termodinamica• La energia total esta dada por:• ΔE = w + Q sistema cerrado.• En ausencia de campos externos E=U• Por la tanto ΔU = q + w

• La energia no se crea ni se destruye tanto en el sistema como el medio.• Y tambien:• La energia interna de un sistema aislado es cte.• = 0

• Por lo tanto:

• Los cambios de U se deben a cambios en q y w.

Entalpia • H = U + PV

• A P=ctre y sistema cerrado• V=cte

Capacidad calorífica

• Depende del material.

• Varia con la temperatura

• Se puede determinar a p o v = cte cp, cv

• Para el solido a medida:• Aumenta t y aumenta cp• Para los líquidos:• Aumenta t y disminuye cp• Para los gases:• Aumenta t y aumenta cp.

• Sistema cerrado proceso reversible.

• Sistema (reversible) cerrado en equilibrio solo trabajo de P y V

Relacion entre cp y cv

• Razones de la diferencia:

• Para gases la principal diferencia se debe al termino pv

• Para liquidos y solidos a dU

Experimento de Joule

• W no se puede medir• U es cte• Mide la variacion:

• LA RELACION ENTRE VARIACION DE U Y COEFICIENTE DE JOULE

EXPERIMENTO DE JOULE THOMSON

• ΔH = 0

• < 0• > 0• = 0

Gases ideales

• Cumplen:• Pv = nRT

• U = U(T)• Por lo tanto• dU = Cv dT• H = U + PV = U + nRT • H = H (T)• dH = Cp dT• Para procesos sin reacciones químicas y cambios de

estado.

• Se demuestra que:• CP - CV = R• Proceso cíclico• ΔU = 0

Proceso reversible isotérmico en un gas ideal

Proceso reversible isobárico un gas ideal

Proceso reversible isocorico en un gas ideal

• 0

Proceso reversible adiabático en un gas ideal