1ra Ley Termodinamina Fil 1

8/20/2019 1ra Ley Termodinamina Fil 1

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DEFINICIONES

Un sistema cerrado es aquel que

sólo puede intercambiar energía consu entorno, pero no materia.

Un sistema abierto es aquel que puede intercambiar materia y energíacon su entorno.

Un sistema aislado es aquel que no puede intercambiar materia ni energíacon su entorno.

SISTEMA

F!"TEA

ME#I! E$TEI!


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%AM&I! #E ESTA#!' Est( de)inido cuando se especi)ican el estado inicial y )inal

TA*E%T!IA' es el recorrido que reali+a un proceso para llegar de un estadoinicial a su estado )inal.

!%ES!' Es el m-todo de operación mediante el cual se reali+a el cambiode estado.

/

0


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PRIMER PRINCIPIO LA ENERGÍA DEL UNIVERSO SECONSERVA

Es imposible realiar !" traba#o si" co"s!mir !"a e"er$%a

.

!&&' !&&

12F 3

Traba4o reali+ado por el 5ombre

Fuer+a aplicada

#istanciaque sedespla+a elob4eto

F u e r + a

distancia$/ $0

0

/

X

X W Fdx= ∫

Traba4o2(rea

6".m278

E"er$%a ( Capacidad para realiar !" traba#o


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Pe)t

TA&A7! 9:TA&A7!

9:

Pe)t

P*

x ext F P A

+ A V x

Pe)t

P,

3

- . Pe)t . P*

/

0

α cos x F w x=


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Equilibrio mecánico Pe)t ( Pi"t

/

0

dV

El traba4o total reali+ado sobre elsistema es la suma de las cantidadesin)initesimales de traba4o.

dV P wV

V ext ∫ −=

0

/


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Un mol de un ;.I. se e3pande isotermicamente desde 9/,/,T: 5asta 90,0,T: enuna etapa, )rente a una de oposición constante e igual a 0. Si /2/


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%AD! %AD! U" sistema cede E e" &orma de / si se tra"s&iere como res!ltado de!"a di&ere"cia de 0 e"tre el sistema 1 el e"tor"o2

3 ' 4 * ,3 4T P Q mC T T

la T sistema Baría 5asta igualar la Talrededores

Unidades ' 7ulio

/ cal 2 C./C 7


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E"E;A * AD IMEA DE* #E DA TEM!#I"AMI%A.E"E;A * AD IMEA DE* #E DA TEM!#I"AMI%A.

Si un sistema se somete a cualquier tras)ormación cíclica el traba4o producido al medio ambiente es igual al calor generado por le medioambiente.

En t-rminos matem(ticos

∫ ∫ ∂=∂− Qw

ara cualquier ciclo ∫ =∂+∂


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ara un cambio de estado ∫ ∫ ∫ ∂+∂= f

i

f

i

f

i

QwdE

Entonces el cambio de energía ser( wQ E +=∆

Se sabe que la energíamacroscópica es

C P E E U E ++=ara sistemas estacionarios

U E =

GE' Es el cambio d energía del sistema en el proceso.

H' Es el calor trans)erido al sistema durante el proceso.' Es el traba4o reali+ado sobre el sistema en el transcurso del proceso.


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ara una masa )i4a describimos el sistema en )unción de temperatura y Bolumen.

:,9 V T U U =

dV V

U dT

T

U dU

T V

∂∂

+

∂∂

=

V T

U

∂∂

T V

U

∂∂

apide+ de aumento de la energía con respecto a latemperatura a Bolumen constante.

apide+ de aumento de la energía con respecto alBolumen a temperatura constante.


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Cambio de estado a 5ol!me" a co"sta"te

QwdU

∂+∂=V QdU ∂=

elacionando las ecuaciones

dT T

U Q

V

V

∂∂

=∂ elaciona el calor trans)erido desde elmedio ambiente con el aumento de dT.

V

V V

C T

U

T

Q =

∂∂=

∂∂ %apacidad calorí)ica a Bolumen

constante.


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⇒

dT C dU V = dT C U T

T

V ∫ =∆0

/

Cambio de estado a presi6" co"sta"te

QwdU ∂+∂= pdV QdU −∂=

∫ ∫ ∫ −∂=0

/

0

/

0

/

pdV QdU :9 /0/0 V V pQU U P −−=−

( ) ( )///000 V pU V pU Q P +−+= /0 H H Q

p

−=

ara un cambio in)initesimal en el estado de un sistema P dQdH =


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Entalpía depende de T y entonces J2J9T,:

dP P H dT

T H dH

T P

∂∂+

∂∂=

dT T

H dH

P

∂∂

=

dT T

H dQ

P

P

∂∂

= elaciona el calor trans)erido desde el medioambiente con el aumento de temperatura delsistema

P

P P

C T

H T Q =

∂∂=

∂∂ %apacidad calorí)ica a presión constante

dT C dH P =


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Relaci6" de Cp 1 CV

dV V

U dT

T

U dU

T V

∂∂

+

∂∂

=

QwdU ∂+∂= pdV dw −=

dV V

U dT

T

U pdV dQ

T V

∂∂

+

∂∂

=−

pdV dV V

U dT C dQ

T

V +

∂∂

+=

P P T P V

P T

V p

T

V

V

U

T

T C

T

Q

∂

∂

+

∂

∂

∂

∂

+

∂

∂

=

∂

∂

P T

V P T

V

V

U P C C

∂∂

∂∂

++=


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roceso adiab(tico' si no )lu4o de calor en un cambio de estadoestonces dH2<

QwdU ∂+∂= pdV dw −=

PdV dU −=

%aso especial' roceso reBersible 9;..I.:

PdV dT C V −= V dV

nRT

dT C V −=

i

f

i

f V

V

V R

T

T C lnln −=

RC C V P =−

V

P

C

C =γ

/−

=

γ

F

i

i

f

V

V

T

T cteTV =−/γ

cte PV =γ

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