Principios de Termodinámica: Calor, Trabajo y Transformaciones de Energía

Termodinámica

Se encarga de describir los procesos que implican cambios en temperatura, la transformación de la energía, y las relaciones entre el calor y el trabajo.

Variables:

1. Trabajo: Fuerza que se aplica sobre un cuerpo para desplazarlo de un punto a otro.
2. Calor: Transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.

Expansión Térmica:

Es el aumento longitudinal, volumétrico, espacial, de área o de otra dimensión métrica que sufre un medio físico a causa del aumento de la temperatura.

Experimento de Joule:

Joule ideó un experimento para demostrar que el calor no era más que una forma de energía, y que se podía obtener a partir de la energía mecánica. Dicho experimento se conoce como experimento de Joule para determinar el equivalente mecánico del calor.

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• El descubrimiento de Joule llevó a la teoría de la conservación de la energía lo que a su vez condujo al desarrollo del primer principio de la termodinámica.

Ecuación:  ΔU = Q - W             

Nota:  +Q (agrega calor)          -W (sobre el sistema)

               -Q  (pierde calor)          +W (sistema realiza trabajo)

Entropía:

Es la magnitud que representa la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.

Cero Absoluto:

Temperatura más baja posible.

Ciclo de Carnot

Consiste en una serie de 4 procesos reversibles. Ya que el ciclo es completamente reversible, es la forma más eficiente de convertir el calor proporcionado al sistema en trabajo útil. Consta de 4 pasos:

1. Expansión isotérmica
2. Expansión adiabática
3. Compresión isotérmica
4. Compresión adiabática

Reflexión:

• Rayo incidente = Rayo reflejado
• Ángulo incidente = Ángulo reflejado
• Nota: Difuso significa a diferentes lados.
• Nota: El ángulo incidente no va a ser igual al ángulo reflejado si la superficie es rugosa.