Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Gases Ideales

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

Factores que Influyen en el Calor

El calor depende de varios factores:

• La velocidad de las partículas.
• La cantidad de sustancia.
• El tamaño del objeto o cuerpo.
• El tipo de material.

Dilatación y Contracción Térmica

Para que un objeto o cuerpo experimente los dos tipos de dilatación, es fundamental el movimiento de sus partículas. A mayor movimiento, aumentará la temperatura (T°), provocando que el material se dilate. En cambio, si las partículas están en reposo, no hay aumento de temperatura, por lo cual el material se contrae.

Mecanismos de Transferencia de Calor

• Conducción: Es la transferencia de calor entre cuerpos sólidos en contacto directo.
• Radiación: Es la transferencia de calor que no necesariamente necesita de un medio para propagarse.

La Atmósfera y la Presión Atmosférica

La atmósfera es una masa de aire que rodea cuerpos celestes. Está compuesta principalmente por oxígeno (O), nitrógeno (N) y otros gases.

La atmósfera planetaria es una mezcla de gases que rodea un cuerpo celeste, siempre y cuando este posea un campo gravitatorio lo suficientemente grande para que los gases no se escapen.

Medición de la Temperatura

• Los grados Celsius (°C) miden la temperatura, que es una manifestación del grado de agitación molecular.
• La escala absoluta se llama así porque a los 0 K (cero Kelvin) encontramos la menor temperatura posible, por lo tanto, no existen temperaturas negativas en Kelvin.

Propiedades y Comportamiento de los Gases

Propiedades Generales de los Gases

Los gases presentan las siguientes propiedades:

• Se adaptan a la forma y volumen del recipiente que los contiene.
• Se dejan comprimir fácilmente al haber grandes espacios intermoleculares.
• Se difunden fácilmente al no existir atracción significativa entre sus moléculas.
• Su energía cinética promedio es directamente proporcional a su temperatura, lo que les permite dilatarse.

Teoría Cinética de los Gases (Según Clausius)

Según Clausius, los gases están formados por partículas pequeñas llamadas moléculas. Estas se mueven constantemente y al azar. Además, los choques y colisiones entre ellas son elásticos, y no existen fuerzas de atracción ni repulsión significativas entre ellas. (Cuando las moléculas chocan entre sí, traspasan energía, pero no provocan un cambio en la energía total del sistema).

Leyes Fundamentales de los Gases

Las tres leyes de los gases (Boyle, Charles y Gay-Lussac) describen la relación de cada una de las variables termodinámicas con otra, mientras todo lo demás se mantiene constante.

Variables Termodinámicas Clave

• Presión: Es el sentido en que se desplaza la masa del gas (de mayor presión a menor presión).
• Volumen: Es todo el espacio que ocupa un gas en un recipiente.
• Temperatura: Mide el grado de agitación molecular del gas, y se mide en Kelvin (K).

Sistemas Aislados

Un sistema aislado es una región del espacio que se aísla de manera real o imaginaria con el fin de estudiar lo que hay dentro de ella.

Todas las moléculas se mueven a distinta velocidad y son elásticas.