• Author / Uploaded
• DennisTomalo

Citation preview

TAREA N°2 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

1

Primera Ley de la Termodinámica Sr. D. Tomalo Guachamin , Facultad de Ingeniería Mecánica, EPN 

-

Resumen— La primera ley de la termodinámica es la que guarda una relación entre el calor y el trabajo el cual es transferido en el intercambio de un sistema a través de alguna variable denominada termodinámica. Esta energía no se destruye ni se crea únicamente se transforma como sabemos esta es una ley universal. En general esta ley de la conservación es una de las mas importantes del mundo dado que interviene en todo fenómeno físico e incluso los científicos mas prestigiosos del mundo cuando están investigando los fenomenos y desean hacer estudios deben tomar en cuenta que sus resultados no violen la primera del de la termodinámica dad que esta ley hasta el momento no ha sido negada ni contradecida por ninguna otra ley. Además de esa ley tambine veremos varios procesos entre los cuales p´doemsio desctacar el adiabático que no genera un intercambio de calor producto del trabajo, el proceso isobárico el cual no experimenta ningún aumento o variación de calor, isovolumétrico el cual no produce un cambio en el volumen inicial. Indice de términos— Calorpias, Energía, Materia, Motores, Térmicos.

Criterio IPAC el cual nos dice que debemos considerar como positivo todo aquello que produce un aumento de energía interna del sistema es decir el trbajo recibido o el calor que absorbe

Fig 1. Representación gráfica sobre el criterio IUPAC

ΔU=Q+W I.

INTRODUCCIÓN

a primera ley de la Termodinámica es una de las mas importantes dado que abarca los fenomenos físicos existentes en nuestro mundo físico. La ley de la termodinámica relaciona de gran manera el trabajo y el calor en un sistema de preferencia cerrado. La ley también determina que la energía interna de un sistema cerrado es la que aumenta cuando se le transfiere otra energía denominada calor la cual realiza un trabajo sobre el y la expresión depende mucho de los criterios de los signos los cuales se emplean para sistemas termodinámicos los cuales son el criterio IUPAC y el criterio tradicional. La primera ley de la termodinámica rige varios procesos como son los adiabáticos, isobaricos, isocolumetricos lo que prueba que todo fenómeno esta regido y enlasado directamente con esta ley

L

-

Cirterio tradicional es el que considera como positivo el calor que abosrbe y el trabajo que produce el sistema sobre el entorno [1]

ΔU=Q−W

II. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA La primera ley de la termodinámica es la que relaciona de forma directa la energía interna del sistema y la energía que itnercambia con el entorno en forma de trabajo o a su vez de calor. Debemos tomar en cuenta que la energía interna de un sistema es la que aumenta como resultado del criterio de signos para los sistemas termodinámicos los cuals son :

Miercoles, 25 de Octubre del 2017 “Este trabajo fue sugerido por el professor de Física II, Ing. Galo Nuñez”.

Fig 2. Representación gráfica sobre el criterio tradicional

Dennis Wladimir Tomalo Guachamin estudiante de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Nacional, Quito. Ecuador (e-mail: [email protected]).

TAREA N°2 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

2

Uno de las leyes principales del universo es que la energía no se crea ni se destruye y bien con este principio es donde empieza a tomar fomra esta ley de la termodinámica dado que es la aplicación de esta a los procesos térmicos [2] III. PROCESO ADIABÁTICO Este es el proceso en el cual el sistema no pierde ni gana calor. El termino adiabático hace referencia a un elemento que impide el paso de calor al entorno es decir actua como una pared aislante. Para este proceso tomamos de la 1era ley de la termodinámica con Q=0 la que nos dice que todas las variaciones en la energía interna están en forma de un trabajo realizado. [3] Para poder entender de una mejor manera se debe definir el limite adiabático el cual se dice que es limite suando el sistema se puede variar solo moviendo el limite o colocando un sistema de fuerzas exteriores[4]

Fig 4. Derivada de la condicion adiabatica

IV. PROCESO ISOBÁRICO El proceso isobárico al igual que el adiabático es un proceso de caracetr termodinamico el cual tiene como característica principal que la presión es la que permanece constante y ya no el calor como en el anterior . En este proceso el calor si se transfiere con la presión sin presentar ningu tipo de variación. Podemos expresar este proceso con la siguiente formula

ΔQ = ΔU + PΔV Q= calor del Sistema U= energia interna P= presión V= volumen [5] Fig 3. Condicion adiabatica

TAREA N°2 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

3

Fig 5. Gráfica proceso isobárico Fig 7. Expansion isotérmica

V. PROCESO ISOVOLUMÉTRICO Este proceso también denominado isocórico es un proceso isotérmico el cual tiene por caracterisitca primordial que su volumen es constante esto quiere decir que el proceso no tiene un trabajo de presión volumen dado que se define como

ΔW = PΔV El trabajo es cero en este proceso esto nos quiere decir que el calor que se quita al Sistema

unicamte se usa para aumentar o disaminuir la energia interna de este sistema[6] VI. EXPANSIÓN ISOTÉRMICA Se denomina expansión isotérmica al cambio reversible dentro de un sistema termodinámico en donde el trabajo se lo realiza a temperatura constante en todo el sistema. Este proceso se lo usa en gases ideales. En este proceso se expande o se contrae un gas manteniendo su temperatura sin variaciones donde entra en proceso la primera de la termodinámica con las siguientes derivadas

Claculando el trabajo

Integrando se obtiene lo siguiente

El trabajo es positivo si el gas se expande y lo contrario cuando se contrae

Fig 6. Gráfica proceso isovolumétrico

Y se aplica le primer principio con el cual se obtiene el calor intercambiado[7]

TAREA N°2 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

4

VII. CONCLUSIONES -

-

-

La primera ley de la termodinámica es una de las más esenciales dado que nos explica muchos fenomenos del universo y por lo tanto esta no puede ser dejada de lado ni mucho menos no ser tomada en cuenta en los estudios de los fenomenos físicos Los proceso térmicos entran en un mismo sitema pero con diferentes condiciones los cules nos ayudan a resolver variso problemas debido a sus características En todos estos procesos se usan los criterios de la 1era ley Los cambios en la energía interna son los que nos presetnan diferentes comportamientos de los gases ideales REFERENCIAS

[1] Wikipedia. (2017, 23 junio). Primera Ley de la Termodinámica [Online]. Disponible en: https://goo.gl/W7Fmu9 [2] Vix. (2017, 23 junio). La primera ley de la termodinámica [Online]. Disponible en: https://goo.gl/1FxEwP [3] Hyperphysics. (2017, 23 junio). Proceso Adiabático [Online]. Disponible en: https://goo.gl/8FtaJN [4] davidrodriguez2206. (2017, 23 junio). Proceso Asiabático [Online]. Disponible en: https://goo.gl/qemdoq [5] La Guía. (2017, 23 junio). Proceso Asiabático [Online]. Disponible en: https://goo.gl/tYFvQd [6] elicasa. (2017, 23 marzo). Proceso Asiabático [Online]. Disponible en: https://goo.gl/mxSStH [7] forestales. (2017, 23 marzo). Proceso Asiabático [Online]. Disponible en: https://goo.gl/f2Cc3T

D. Tomalo Guachamin Quito, Ecuador enero de 1999 Nacio en un barrio sencillo en el sur de la ciudad. Hijo de Joel Tomalo y Gloria Guachamin y hermano de Danny Tomalo. Curso sus estudios de FísicoMatemático en el Instituto Nacional Mejía en el cual formo parte de su Banda de Guerra agrupación que le dio muchos valores y sobre todo espíritu de lucha Actualmente cruza sus estudios superiores en la Escuela Politécnica Nacional en segundo semestre de la Facultad de Ingeniería Mecánica