Variables Termodinámicas y Ecuaciones de Maxwell: Un Análisis Completo

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Las variables termodinámicas o variables de estado son las magnitudes que se emplean para describir el estado de un sistema termodinámico. Dependiendo de la naturaleza del sistema termodinámico objeto de estudio, pueden elegirse distintos conjuntos de variables termodinámicas para describirlo. El calor y el trabajono son funciones de estado, ya que su valor depende del tipo de transformación que experimenta un sistema desde su estado inicial a su estado final.

Se conoce como efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo.

La curva muestra la potencia disipada en la resistencia. La unidad de potencia es el vatio (W).P = VRx I = R x I2 --Cuando el voltaje se incrementa, la corriente I, aumenta y la potencia disipada por la resistencia R, también aumenta. --Cuando el valor de la resistencia se incrementa, I disminuye y, disminuye la potencia disipada por la resistencia R,.

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones que describen por completo los fenómenos electromagnéticos.

Las ecuaciones de Maxwell como ahora las conocemos son las cuatro citadas anteriormente y a manera de resumen se pueden encontrar en la siguiente tabla:

Nombre


Forma diferencial


Ley de Gauss:{\displaystyle {\vec {\nabla }}\cdot {\vec {E}}={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}}\vec{\nabla} \cdot \vec{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0}{\displaystyle \oint _{S}{\vec {E}}\cdot d{\vec {s}}={\frac {q}{\varepsilon _{0}}}}\oint_{S} \vec{E} \cdot d\vec{s} = \frac {q}{\varepsilon_0}Ley de Gauss para el campo magnético:{\displaystyle {\vec {\nabla }}\cdot {\vec {B}}=0}\vec{\nabla} \cdot \vec{B} = 0{\displaystyle \oint _{S}{\vec {B}}\cdot d{\vec {s}}=0}\oint_S \vec{B} \cdot d\vec{s} = 0Ley de Faraday:{\displaystyle {\vec {\nabla }}\times {\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}}\vec{\nabla} \times \vec{E} = - \frac{\partial \vec{B}}{\partial t}{\displaystyle \oint _{C}{\vec {E}}\cdot d{\vec {l}}=-\ {d \over dt}\int _{S}{\vec {B}}\cdot d{\vec {s}}}\oint_C \vec{E} \cdot d\vec{l} =  - \ { d \over dt } \int_{S} \vec{B} \cdot d\vec{s}Ley de Ampère generalizada:{\displaystyle {\vec {\nabla }}\times {\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {J}}+\mu _{0}\varepsilon _{0}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}}\vec{\nabla} \times \vec{B} = \mu_0 \vec{J} + \mu_0 \varepsilon_0  \frac{\partial \vec{E}}{\partial t}{\displaystyle \oint _{C}{\vec {B}}\cdot d{\vec {l}}=\mu _{0}\int _{S}{\vec {J}}\cdot d{\vec {s}}+\mu _{0}\varepsilon _{0}{\frac {d}{dt}}\int _{S}{\vec {E}}\cdot d{\vec {s}}}\oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 \int_S \vec{J} \cdot d\vec{s} + \mu_0 \varepsilon_0 \frac{d}{dt} \int_S \vec{E} \cdot d\vec{s}

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