Conceptos Fundamentales de Termodinámica: Definiciones y Propiedades Esenciales

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

Propiedades Energéticas

• Exergía: Es la parte de la energía que se puede transformar en trabajo mecánico; también conocida como energía útil. Es una propiedad extensiva (medida en Julios). En un proceso reversible, todo el calor se convierte en exergía.
• Anergía: Es la parte de la energía incapaz de transformarse en trabajo y se pierde en forma de calor (Julios). En cada transformación, la energía se degrada y la anergía aumenta debido a las irreversibilidades. En el estado muerto, toda la energía es anergía.
• Entropía: Magnitud que mide la parte de la energía que no puede utilizarse, es decir, la anergía. Es una propiedad extensiva.
• Energía Interna: Energía propia que posee el sistema macroscópico. Depende del estado en el que se encuentre y es la energía almacenada en los enlaces químicos. Es una propiedad extensiva.
• Capacidad Calorífica: Cociente de la energía térmica recibida o cedida por el sistema y la variación de temperatura. Es una propiedad extensiva. (Agua líquida: c=1; adiabática: c=0; isoterma: c=infinito).

Sistemas y Estados

• Sistema Abierto: Sistema en el que se intercambia materia y energía. Posee límites de entrada y salida, y está sujeto a influencias térmicas y mecánicas. Su estado varía.
• Sistema Aislado: Sistema que no intercambia materia ni energía con el entorno. Posee paredes rígidas, adiabáticas e impermeables.
• Sistema Simple: Sistema macroscópicamente homogéneo, sin campos magnéticos ni eléctricos, químicamente inerte y sin carga eléctrica.
• Título de Vapor (Grado de vapor): Concentración de vapor saturado en un vapor húmedo. Se utiliza para determinar el punto de vaporización, ya sea en mezcla líquido-vapor o vapor húmedo.
• Punto Crítico: Punto de inflexión en el estado crítico (K) donde la isoterma crítica separa la zona de vapor a gas y de líquido a vapor.
• Punto Triple: Punto donde las curvas de cambio de fase convergen.

Procesos y Transformaciones

• Transformación Termodinámica: Sucesión de estados por los que pasa un sistema cuando se somete a un cambio. La transformación afecta a un sistema determinado, mientras que el proceso implica a todos los sistemas que intervienen en él.
• Tiempo de Regulación: Tiempo que tarda un sistema fuera de su estado de equilibrio en volver a él.
• Propiedad Termodinámica: Magnitudes físicas que describen el sistema (como U, h o s) y que están relacionadas entre sí.
• Diagrama de Estado: Representación de dos propiedades de un sistema donde cada punto define un estado. Se forma un ciclo cuando, tras una serie de transformaciones, el estado inicial y final coinciden.
• Trabajo de Rozamiento: Trabajo que se produce cuando hay rozamiento entre partículas del propio sistema. El rozamiento interno siempre es aportado positivamente.
• Contenido Exergético: Exergía del calor.