BRÚJULA TERMODINÁMICA
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8/17/2019 BRÚJULA TERMODINÁMICA
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BRÚJULA TERMODINÁMICA
La termodinámica estudia la relación entre las diferentes formas en
que se presenta la energía y la equivalencia entre el calor y eltrabajo, Sabemos que todas las formas de energía pueden
intercambiarse. Así como se apuntan para convertirse en calor y
definitivamente el calor puede convertirse en trabajo.
Los fundamentos de la termodinámica pertenecen tanto al campo de
la física como al de la matemática y en su estudio se aplican las leyes
de la física y los conocimientos de las matemáticas como las
derivadas parciales.
El artículo que nos tocó se denomina brújula termodinámica esta es
una erramienta mnemot!cnica y sirve para obtener muy fácilmente
las e"presiones de las variables de estado no medibles
termodinámicas tales como #,$,S en función de las variables medibles
como %, v , y & Sabiendo como antecedente que las variables
termodinámicas pueden clasificarse en propiedades e"tensivas e
intensivas las primeras dependen de la cantidad de materia y las
segundas son independientes de la cantidad de materia,
Así pues en el artículo se estudia el comportamiento termodinámico
de un gas puro. %rimeramente se estudia la capacidad calorífica de
un gas ideal
c=∂ Q
∂T 'Uns pequeña cantidad de calor agregada al sistema
aumento de temperatura producido
(inalmente se obtiene)
( ∂Q∂T ) % ' ( ∂ H ∂T ) % '*%
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LA BRUJULA TERMODINAMICA
Se utili+a para obtener las relaciones termodinámicas más importantes
entre las variables de estado termodinámicas) %, -, &, #, $, S, , A,
como se muestra en la imagen)
% y - son variables independientes obligatorias de las funciones de
energía /por fuera del circulo0 ya que el cambio de energía se mide en
procesos que tienen lugar bien sea a presión constante o a volumen
constante.
La clave para usar la br1jula termodinámica consiste en que el
resultado de una derivada parcial de una función de energía por fuera
del circulo con respecto a una variable dentro del círculo, manteniendo
la segunda variable independiente constante, se obtiene al dirigir la
aguja acia la variable que está en dirección opuesta a la primera
H
V T
UG
P S
H
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variable independiente) el signo será positivo si la aguja queda
apuntando acia arriba, y negativo si la aguja queda apuntando acia
abajo,
RELACIONES DE MAXWELL
En termodinámica se usan las ecuaciones de ma"2ell estas son un
medio para determinar el cambio de entropía /El cual no se puede
medir directamente0 midiendo simplemente los cambios en las
propiedades %, -, y &.
SE PUEDEN RELACIONAR DOS DERIVADAS PARCIALES
CUALESQUIERA)
LA 3E45-A3A %A4*5AL SE45A)
( ∂V ∂ S ) %
Si la segunda variable esta en la mitad inferior de la brujula /sur0 se
antepone el signo menos. para este caso sería)
V
SP
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(−∂V ∂ S ) p
BRUJULA TERMODINAMICA II
&ambi!n se pueden obtener ecuaciones /resultados0 indirectos de la
br1jula termodinámica.
i0 Efecto del cambio de volumen sobre la energía interna a &' const)ii0 Efecto del cambio de presión sobre la energía interna a &' const)iii0 Efecto del cambio de presión sobre la entalpía 6 &' const)
iv0 Efecto del cambio de volumen sobre la entalpía 6 &' const)v0 Efecto del cambio de la secuencia de las variables independientes en el
interior de la br1jula7vi0 Efecto del cambio de la secuencia de las variables independientes en el
interior de la br1julavii0 Efecto del cambio de volumen y presión sobre la capacidad calorífica 6
volumen constante,viii0 Efecto del cambio de presión y volumen sobre la capacidad calorífica 6i"0 Ecuación general de la energía interna, #"0 Ecuación general de la entalpía, $
CONCLUSIONES:
Es una manera dinámica de obtener las relaciones de ma"2ell y las ecuaciones
indirectas facilita la solución de los problemas de &ermodinámica que tienen que
ver con los cambios de estado termodinámicos de una sustancia7 los
correspondientes cambios en las propiedades de estado termodinámicas no
medibles tales como ∆#, ∆$, y ∆S, se pueden determinar directamente a partir de
los cambios e"perimentados por las propiedades de estado sí medibles tales
como ∆%, ∆-, y ∆&. El empleo de la 8br1jula termodinámica9 tambi!n facilita el
rescate del significado físico de las distintas variables de estado termodinámicas,
sin tener que recurrir a las propiedades matemáticas de las derivadas parciales.
3e igual manera se destaca el papel que juegan las capacidades caloríficas, tanto
*% como *-, las cuales sirven como 8pegante9 en buena parte de las ecuaciones
estudiadas.
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