Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Electrodinámica

Termodinámica

Conceptos básicos

1. Termodinámica: Es el estudio de la relación entre el calor, el trabajo, la temperatura y la energía. Analiza cómo la energía se transfiere y transforma en los sistemas.
2. Trabajo: En termodinámica, el trabajo se define como la energía transferida por un sistema a otro mediante una fuerza que actúa a lo largo de un desplazamiento.
3. Sistema: Un sistema termodinámico es una porción del universo que se aísla para su estudio. Puede ser tan simple como un gas en un recipiente o tan complejo como un motor de combustión interna.
4. Ambiente: El ambiente es todo lo que rodea al sistema termodinámico y con lo que puede interactuar.
5. Fronteras: Las fronteras de un sistema termodinámico definen los límites entre el sistema y su entorno. Pueden ser reales o imaginarias, fijas o móviles.
6. Ley Cero de la Termodinámica: Establece que dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero están en equilibrio térmico entre sí.
7. Equilibrio Térmico: Se dice que dos sistemas están en equilibrio térmico cuando no hay una transferencia neta de calor entre ellos cuando están en contacto térmico.

Tipos de sistemas termodinámicos

1. Sistemas abiertos: Intercambian materia y energía con su entorno.
2. Sistemas cerrados: Intercambian energía, pero no materia, con su entorno.
3. Sistemas aislados: No intercambian ni materia ni energía con su entorno.

Principios de la termodinámica

1. Principio de conservación de la energía: La energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transformar de una forma a otra. En termodinámica, este principio se conoce como la primera ley de la termodinámica.
2. Primera ley de la termodinámica: Establece que el cambio en la energía interna de un sistema es igual a la suma del calor agregado al sistema menos el trabajo realizado por el sistema.

Conceptos relacionados

• Calor: Es la energía transferida entre sistemas o entre un sistema y su entorno debido a una diferencia de temperatura.
• Calor específico: Es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado Celsius o Fahrenheit.
• Eficiencia: En termodinámica, la eficiencia se refiere a la relación entre la energía útil producida por un sistema y la energía total suministrada al sistema.

Electrodinámica

La electrodinámica es la rama de la física que estudia las cargas eléctricas en movimiento y sus interacciones con los campos eléctricos y magnéticos.

Conceptos básicos

• Corriente eléctrica: Es el flujo neto de cargas eléctricas a través de un conductor. Se mide en amperios (A).
• Ley de Ohm: Establece que la corriente que fluye a través de un conductor es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.
• Corriente alterna (CA): Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y la dirección varían cíclicamente con el tiempo.
• Corriente continua (CC): Es el flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial eléctrico.

Circuitos eléctricos

Un circuito eléctrico es una trayectoria cerrada por la que puede circular una corriente eléctrica. Los circuitos eléctricos se pueden clasificar en:

• Circuitos en serie: Los componentes están conectados uno tras otro, de modo que la corriente fluye a través de cada componente en secuencia.
• Circuitos en paralelo: Los componentes están conectados de modo que la corriente se divide entre ellos.
• Circuitos mixtos: Combinan conexiones en serie y en paralelo.

Magnitudes eléctricas

• Intensidad de corriente: Es la cantidad de carga eléctrica que fluye a través de una sección transversal de un conductor por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A).
• Resistencia: Es la oposición al flujo de corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω).
• Voltaje: Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Se mide en voltios (V).