Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Leyes de los Gases

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

Sistema termodinámico: Es una porción del universo delimitada por una superficie real o ficticia que lo separa del resto del entorno.

Clasificación de los Sistemas

• Homogéneos: Presentan una sola fase.
• Heterogéneos: Presentan dos o más fases.
• Sistemas aislados: No intercambian ni energía ni materia con sus alrededores.
• Sistemas cerrados: Intercambian energía (calor y/o trabajo) con los alrededores.
• Sistemas abiertos: Pueden intercambiar materia y energía con los alrededores.

Energía y Propiedades

• Energía: Capacidad de un sistema físico para producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor u otra transformación.
• Trabajo: Producto de la intensidad de una fuerza por la proyección del desplazamiento de su punto de aplicación en la dirección de dicha fuerza.
• Energía interna de un sistema (U): Magnitud que designa la energía almacenada por un sistema de partículas.
• Propiedades intensivas: Magnitud física cuyo valor no depende de la cantidad de materia en el sistema (ejemplo: temperatura).
• Propiedades extensivas: Magnitud física que varía según la cantidad de materia presente.

Leyes y Transferencia de Energía

Leyes de la Termodinámica

Ley cero de la termodinámica: Establece que si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí.

Calor y Temperatura

• Temperatura: Magnitud referida a las nociones comunes de calor, medible mediante un termómetro.
• Calor: Factor que provoca el aumento o disminución de la temperatura.
• Conducción: Transferencia de calor por contacto directo entre superficies de dos cuerpos a diferentes temperaturas.
• Convección: Transferencia de calor debido al movimiento de un fluido.
• Radiación: Transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas.

Presión y Leyes de los Gases

Presión: Se define como la fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área.

• Ley de Boyle: Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente cuando la temperatura es constante.
• Ley de Charles: Relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante.
• Ley de Gay-Lussac: Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.
• Ley de Dalton: La suma de las presiones parciales de cada gas es igual a la presión total de la mezcla de gases.
• Ley de Avogadro: Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión.