La Física termodinámica
El intercambio y la potencia de procesamiento son fenómenos que se producen constantemente en la naturaleza. Simplemente frota las manos para darte cuenta cómo aumenta la temperatura. Aquí tenemos una transformación de la energía mecánica en calor. Este es sólo uno de muchos ejemplos que a menudo ocurren a nuestro alrededor.
La termodinámica es el estudio de la relación entre el calor y el trabajo, o en una forma más práctica, el estudio de métodos para el procesamiento y la energía térmica en energía de movimiento.
Esta ciencia tuvo un impulso especial durante la revolución industrial, cuando el trabajo que era realizado por hombres o animales, estos comenzaron a ser reemplazados por máquinas. El trabajo de los científicos en ese momento nos llevaron a dos leyes muy amplias y aplicables a cualquier sistema en la naturaleza.
La primera ley de la termodinámica, que es el principio de conservación de la energía aplicada a los sistemas termodinámicos.
La segunda ley de la termodinámica, que nos muestra las limitaciones impuestas por la naturaleza cuando se transforma el calor en trabajo.
Para comprenderlos, primero hay que entender dos magnitudes físicas importantes: el trabajo y la energía.
El trabajo
Imagine que tiene algunos libros que necesitan ser almacenados en una estantería. Para esta tarea, debe aplicar una fuerza sobre los libros. Usted tendrá que mover y almacenarlos en el estante. En física, cuando tenemos la fuerza y el desplazamiento consiguiente, decimos que fue la realización de un trabajo.
En termodinámica tiene un papel clave, ya que puede ser considerado como el objetivo último de construir una máquina térmica. En la vieja locomotora a vapor, por ejemplo, el calor es generado por la quema de combustibles como el carbón. El resultado final fue el movimiento, es decir, la finalización de las obras.
En general, para la termodinámica, el trabajo puede ser determinado por un método gráfico. Considere la posibilidad de un gráfico de la presión por el volumen, como se muestra a continuación.
El trabajo es numéricamente igual al área entre la curva y el eje de la gráfica del volumen.
Para el trabajo de un sistema es diferente de cero, es un cambio obligatorio en el volumen del sistema. Sobre las transformaciones isométricas, es decir, volumen constante, el trabajo vale cero, la relación laboral y el cambio de volumen son:
En la física es muy común utilizar el sistema de plazo, por lo que es importante entender lo que eso significa. En termodinámica se puede considerar un sistema como un conjunto de muchas partículas, tales como un gas.
En un gas, un gran número de moléculas se encuentran en un estado constante de movimiento. Se define el interior de la energía como la energía del movimiento de estas moléculas, es decir, la suma de las energías cinética de las moléculas que constituyen el gas.
Determine la energía interna de un gas no es una tarea sencilla, pero teniendo en cuenta este gas como un gas perfecto, el interior de la energía puede ser determinado por la ley de Joule.
