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Conceptos basicos de la Termodinamica
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Segn la RAE la fsica es la Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energa,
considerando tan solo los atributos capaces de medida1. La materia y la energa se describen mediante
fenmenos fsicos para esto es necesario aislar el entorno donde se presentan o desarrollan los mismos
del resto del espacio, al restringir una regin especfica para el estudio de los fenmenos estamos
seleccionando un sistema, aunque para completar el estudio no ignoramos aquellos factores que son
ajenos al fenmeno de inters si no que consideramos los efectos directos sobre el comportamiento del
sistema, a esta regin ajena le nombramos ambiente.
Una vez elegido un sistema adecuado para el anlisis del fenmeno es necesario definir todas aquellas magnitudes fsicas que lo describen. La eleccin de estas se divide en dos criterios principales: macroscpico y microscpico.
Criterio macroscpico refiere a las propiedades fundamentales medibles. Criterio microscpico analiza las interacciones de las molculas que componen el sistema
mediante sus estados de energa molecular e hiptesis de la interaccin entre las partculas, estos pueden considerarse como aislados o en una escala ligeramente mayor como conjuntos.
Caractersticas Macroscpicas
Caractersticas Microscpicas
No implican consideraciones de la estructura de
la materia Se tiene que partir de una hiptesis de la estructura de la materia
Se hace uso de pocas variables Se trabaja con muchas magnitudes
Se perciben por los sentidos No son perceptibles por los sentidos
Se miden directamente No se pueden medir 1 Tabla comparativa
Las caractersticas mostradas en el cuadro anterior pueden sugerir que estos criterios no se relacionan, sin embargo existe un vnculo directo entre ambos. Consideremos un slo sistema y describmoslo usando ambos criterios, al concluir el estudio del sistema las conclusiones deben ser iguales ya que a pesar de que se elijan caminos distintos para su estudio se intenta describir lo mismo. Cabe mencionar que al analizar un sistema microscpico no podemos estar del todo seguros de que las hiptesis iniciales son vlidas, considerando que las propiedades macroscpicas son sugeridas por los sentidos, y por ello stas son inmutables, por lo que para corroborar una hiptesis se toma como referencia estas ltimas propiedades.
Por lo antes mencionado podemos decir que es ms sencillo trabajar con un sistema macroscpico ya que no nos interesa lo que sucede internamente en el material, solo nos importan los factores superficiales ya que estos se pueden medir. Entonces las descripciones realizadas en un sistema macroscpicos son un punto de partida esencial el objetivo de la fsica por lo que dicho tipo de sistema es ms utilizado para
1 http://lema.rae.es/cacatl/drae/?val=Fisica 15/4/15
cualquier estudio fsico, estas descripciones pueden referir a caractersticas internas de un sistema o bien externas. Para el caso particular de la termodinmica los parmetros de inters se vuelven aquellos que son internos al sistema, esto quiere decir que las caractersticas consideradas refieren al estado interno, y se les llama coordenadas termodinmicas, que componen asimismo, un sistema termodinmico.
Cabe mencionar,
Ahora bien, no todo sistema descrito por coordenadas termodinmicas es necesariamente un sistema termodinmico para que sea considerado un como tal es necesario que cumplas ciertas restricciones propias de un sistema termodinmico una de las ms importantes es el equilibrio. Para que se considere que un sistema est en equilibrio, ste debe satisfacer los 3 principales estados de equilibrio que son:
Equilibrio mecnico: Sus partes no se mueven o se mueven a velocidad constante. Trmico: No hay intercambios de calor. Qumico: No hay reacciones qumicas entre los elementos del sistema.
Sin un sistema cumple con estos equilibrios y sus parmetros no varan con el tiempo podemos decir que se encuentra en un equilibrio termodinmico, por lo que ahora si podemos nombrarle sistema termodinmico.
Para detallar de una manera ms amplia que significa e involucra el equilibrio trmico.
inconclusastl
Cuando ambos tipos de criterios se aploican a un mismo sistema estos deben conducir a un mismo resultado en esta
por lo tanto se puede decir que el estudio o carcter principla de inters para este
criterio es el estudio de las enegias moleculares
Figure 1 Propiedades de las paredes adiabticas y diatrmanas. Imagen tomada de Calor y Termodinmica 4ta ed., Zemansky Mark W., Madrid. Aguilar, 1973, p. 7.