1. 3ra Ley de la termodinámica
1.1. Establece que
1.1.1. La tercera ley de la termodinámica afirma que en cualquier transformación isotérmica que se cumpla a la temperatura del cero absoluto, la variación de la entropía es nula: Independientemente de las variaciones que sufran otros parámetros de estado cualquiera.
1.1.1.1. Proceso reversible dS = 0 y ΔS = 0
1.1.1.2. proceso irreversible dS > 0 y ΔS > 0
1.2. Principio de Nernts
1.2.1. A la temperatura del cero absoluto, la entropía del sistema es nula.
2. Ecuaciones de estado
2.1. Concepto
2.1.1. Son ecuaciones termodinámicas que relacionan variables de estado, como presión, volumen, temperatura o energía interna, que describen el estado de la materia bajo un conjunto dado de condiciones físicas.
2.2. Gas ideal
2.2.1. Predice el comportamiento P-V-T de gases a presiones bajas y temperaturas altas.
2.2.1.1. PV=nRT
2.2.1.2. La constante de los gases ideales se obtiene a través de tablas o se puede deteerminar de las siguientes formas
2.2.1.2.1. R = Ru/MM
2.2.1.2.2. R = Cp - Cv
2.3. Gases reales
2.3.1. Ecuación de Van Der Waals
2.3.1.1. La ecuación de van der Waals introdujo correcciones a los términos de presión y volumen de la ley de gas ideal para dar cuenta de las interacciones intermoleculares y el tamaño molecular respectivamente.
2.3.1.2. (P+aV2m)(Vm−b)=RT
2.3.2. Ecuación de virial
2.3.2.1. Esta es una expansión simple de la serie de potencia en la que los términos de orden superior contienen todas las desviaciones de la ley de gas ideal.
2.3.2.2. P = RTVm (1+[B(T)/Vm]+[C(T)Vm]…)
2.4. Factor de compresibilidad
2.4.1. Es un factor de corrección, que se introduce en la ecuación de estado de gas ideal para modelar el comportamiento de los gases reales.
2.4.2. Z = PV/RT
3. Procesos termodinámicos
3.1. Isobárico
3.1.1. Es un proceso termodinámico en el que la presión se mantiene constante.
3.2. Isotérmico
3.2.1. Es un cambio de estado del sistema a una temperatura constante.
3.2.1.1. Pf Vf = PiVi
3.3. Isocórico
3.3.1. Proceso en el que no se produce ningún cambio de volumen. Debido a que el trabajo realizado por un gas es proporcional al cambio de volumen.
3.3.1.1. (mRTf)/Pf = Vf = (mRTi)/Pi=Vi
3.4. Adiabático
3.4.1. El sistema está aislado de su ambiente de modo que, aunque el estado del sistema cambia, no se permite que el calor entre o salga del sistema. Un proceso adiabático se puede llevar a cabo de forma cuasiestática o no cuasiestática.
3.4.1.1. Q = 0
4. Ley cero de la termodinámica
4.1. Establece que
4.1.1. Cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí.
4.2. Definición de temperatura
4.2.1. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos o moléculas en el sistema.
5. 1ra Ley de la termodinámica
5.1. Establece que
5.1.1. El cambio en la energía interna de un sistema, ΔU, es igual al calor neto que se le transfiere, Q, más el trabajo neto que se hace sobre él, W.
5.1.1.1. Energía interna (U)
5.1.1.1.1. Es una función de estado relacionada con el movimiento de las partículas que componen la materia.
5.1.1.2. Calor (Q)
5.1.1.2.1. Es la transferencia de energía térmica entre dos sistemas a diferentes temperaturas.
5.1.1.3. Trabajo (W)
5.1.1.3.1. Es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una fuerza cuando se produce un desplazamiento.
5.2. Ecuación
5.2.1. Su expresión depende del criterio de signos para sistemas termodinámicos elegido:
5.2.1.1. Criterio IUPAC
5.2.1.1.1. Se considera positivo aquello que aumenta la energía interna del sistema, o lo que es lo mismo, el trabajo recibido o el calor absorbido.
5.2.1.2. Criterio tradicional
5.2.1.2.1. Se considera positivo el calor absorbido y el trabajo que realiza el sistema sobre el entorno.
6. 2da Ley de la termodinámica
6.1. Establece que
6.1.1. El cambio en la entropía (dS) será siempre igual o mayor a la transferencia de calor (dQ), dividido por la temperatura (T) del sistema. O sea, que: dS ≥ dQ / T.
6.1.1.1. Enunciado de Kelvin-Planck
6.1.1.1.1. No es posible un proceso que convierta todo el calor absorbido en trabajo.
6.1.1.2. Enunciado de Clausious
6.1.1.2.1. No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un cuerpo frío a otro más caliente.
6.2. Entropía
6.2.1. La entropía es una medida del desorden. Es una medida de la capacidad que tiene un sistema para realizar trabajo útil y determina la dirección del tiempo.
6.2.1.1. Cuando un sistema pasa de un estado inicial a uno secundario, en un proceso isotérmico.
6.2.1.1.1. S2 – S1 = (Q1→ Q2)/ T
6.3. Procesos irreversibles
6.3.1. Cualquier proceso que ocurra en un sistema térmicamente aislado, que no intercambie ninguna forma de calor con sus alrededores y su entropía aumente, es un proceso es irreversible.
6.3.1.1. Sf − Si ≥ 0.
6.4. Ecuación
6.4.1. Una máquina térmica transforma energía térmica en trabajo realizando un ciclo de manera continuada. En ellas no hay variación de energía interna, ∆U=0.
6.4.1.1. ∆U=0 entonces |Q1| = |W| + |Q2|