viernes, 27 de marzo de 2015

Lectura 25: Termodinámica

La revolución industrial se dio gracias a la construcción de la máquina de vapor.
Una caldera con agua se pone en contacto con una fuente de calor. El calor es absorbido por el líquido hasta alcanzar su estado de vapor. Este vapor viaja por una tubería hasta un cilindro dentro del cual hay un émbolo o pistón, que se desplaza impulsado por la presión que recibe. Al moverse, empuja una biela que a su vez hace girar un cigüeñal que sirve como eje a un volante. Ha nacido un motor. El calor, como forma de energía, se ha transformado en movimiento, otra forma de energía.
Termodinámica es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con el calor, su transferencia de un cuerpo a otro y su conversión en energía mecánica. Esta disciplina debe su desarrollo a la necesidad de optimizar la eficiencia propia de las máquinas de vapor y hoy se encarga del funcionamiento y rendimiento de los motores de combustión entre otros sistemas físicos. El punto de partida para adentrarse en la disciplina es el conocimiento de sus leyes.
La primera Ley de la termodinámica sostiene que la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede transformarse; así, el calor es una forma de energía que puede convertirse en trabajo mecánico.
La segunda ley de la termodinámica señala que solo es posible la realización de un trabajo a partir del paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno de menor temperatura; esta ley además da una explicación del por qué existe una parte de la energía que no puede convertirse en trabajo. En todas las máquinas térmicas el sistema absorbe calor de un foco caliente; parte de él lo transforma en trabajo y el resto lo cede al medio exterior que se encuentra a menor temperatura.
Entre las variables de un sistema termodinámico están: presión, volumen y temperatura. Relacionando estas variables se pueden describir:
  • Sistemas isobáricos en los que la presión permanece constante y varían el volumen y la temperatura.
  • Sistemas isocóricos en los que permanece constante el volumen mientras varían la presión y la temperatura
  • Sistemas isotérmicos en los que varían presión y volumen permaneciendo la temperatura constante.
La gráfica muestra la relación entre los tres sistemas
Actividad:
  1. ¿qué es termodinámica?
  2. Describa la manera como funciona una máquina de vapor
  3. ¿Qué dice la primera ley de la termodinámica?
  4. ¿Qué dice la segunda ley de la termodinámica?
  5. Escriba las definiciones de sistemas isobáricos, isocóricos e isotérmicos
  6. Dibuje la gráfica que relaciona los tres tipos de sistemas

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