UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTEFACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURACARRERA PROFESIONAL : INGENIERA INDUSTRIALCURSO: TERMODINMICADOCENTE: ING. MOSQUEIRA ESTRAVER, HugoALUMNOS: BUSTAMANTE RIMARACHN, Jos : JUAREZ LLANOS, Aladino: LULICHAC VILLALOBOS, Hctor: SAUCEDO HERNDEZ, Amrico TEMA: PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA

INTRODUCCINLa termodinmica puede definirse como la parte de la Fsica que estudia los procesos en los que se transfiere energa como calor y como trabajo.

Se efecta trabajo cuando la energa se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecnicos. El calor es una transferencia de energa de un cuerpo a un segundo cuerpo que est a menor temperatura.OBJETIVOSObjetivo General:

Alcanzar la comprensin de la primera ley de la termodinmica, estudiando el equilibrio de energa y mecanismos de transferencia de la misma hacia o desde un sistema.OBJETIVOSObjetivos Especficos:Distinguir y relacionar conceptos termodinmicos .Definir y ofrecer ejemplos ilustrados de procesos termodinmicos.Demostrar con pruebas de laboratorio el cumplimiento de la ley de la conservacin (video extrado). HIPTESIS

Utilizar la primera ley de la termodinmica para relacionar transferencia de calor, trabajo efectuado y cambio de energa interna.MARCO TERICOTERMODINMICALa termodinmica estudia la energa y la transformacin entresus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo.EnergaEs la capacidad de un sistema fsico capaz de generar movimiento o lograr la transformacin de algo.Algunas formas de energa son: trmica, mecnica, elctrica, qumica y nuclear; incluso la masa puede ser considerada un forma de energa. sta se puede transferir hacia o desde un sistema cerrado (una masa fija) en dos formas distintas: Calor y trabajo.

EnergaLa energa interna de un sistema termodinmico en equilibrio, ocurre en los procesos fsicos y qumicos. Susaplicacionesse pueden clasificar endomsticas e industriales:

Transferencia de EnergaLa energa de un sistema cerrado se da en dos formas distintas: Trabajo y Calor.

TRABAJO (W)Otro mecanismo de transferencia de energa es el trabajo.Aqu la energa se intercambia mediante un dispositivo mecnico entre el sistema y su entorno.Se define como el producto de la fuerza (F) aplicada sobre un cuerpo y la distancia (d) que este recorre.CALOR (Q)Se denomina calor a la transferencia de energa que se produce de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperaturas. El calor fluye de un cuerpo a otro hasta que ambos cuerpos igualen su temperatura, es decir, llegan al equilibrio trmico.

CALOR (Q)Calor y Energa Interna.Cuando se entrega calor a un sistema, aumenta la energa interna de este.

Formas de transferencia.Conduccin, conveccin y radiacinCondiciones para que existan trabajo y calor.Para que exista trabajo debe haber un desplazamiento.Para que exista calor debe haber una diferencia de temperaturas.Estas condiciones representan, tanto en el trabajo como en el calor, cambios, que por lo general, van acompaados de una variacin en la energa interna.

Calor y Trabajo

Calor y Trabajo son cantidades direccionales y la descripcin completa de sus interacciones requieren la especificacin de la magnitud y la direccinSistema: Parte del universo que es objeto de estudio.Entorno, alrededores, medio ambiente: Resto del universo

Vaso AbiertoVaso TapadoTermoSistema Abierto:Intercambio de masa y energaSistema Cerrado:Intercambio slo energaSistema Aislado:No existe IntercambioTipos de SistemasLEY CERO DE LA TERMODINMICASi un sistema est en equilibrio trmico con otro, y este est en equilibrio con un tercero, entonces el primero y el tercero estn en equilibrio trmico; la energa de dos cuerpos se intercambian hasta que su temperatura sea el mismo al entorno.

A este principio tambin se llama EQUILIBRIO TRMICOLEY CERO DE LA TERMODINMICAEsto posibilita construir instrumentos para medir la temperatura de un sistema.Representacin esquemtica de la Ley Cero de la Termodinmica.

Ejemplo de ley Cero: cuando el agua (sistema A) establece contacto con el hielo (sistema B), ambos intentan llegar a un equilibrio termodinmico. A su vez, estos dos sistemas buscan el equilibrio termodinmico con un tercer sistema, el aire (sistema C), por lo que en algn momento los tres sistemas alcanzarn este equilibrio.PRIMERA LEY TERMODINMICA (Antoine Lavoisier)La energa no se crea ni se destruye, slo se transforma.La energa total del universo permanece constante.La variaciones de energa en un sistema cerrado es causada por el intercambio de energa con lo que le rodea (ambiente). U = Q - W

PRIMERA LEY TERMODINMICASi se transfiere calor Q, desde el entorno o medio ambiente a un sistema, la energa interna U, aumenta en una cantidad U, y al mismo tiempo, parte del calor puede invertirse en realizar un trabajo W, sobre el medio.

Experimento. (Primera ley de la Termodinmica)

REVERSIBILIDADSe denominan procesos reversibles a aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinmico desde un estado de equilibrio inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a travs de infinitos estados de equilibrio.

Problemas de AplicacinPROBLEMA 01. Un sistema termodinmico libera 120 J de calor a su vecindad y sobre el se realiza un trabajo de 280 J. Determine la energa interna final del sistema (en J) si la energa interna inicial es 286,6 J.PROBLEMA 02. Un sistema sufre un proceso en el cual absorbe 50 caloras de calor y se expande realizando un trabajo de 319 J. Cul es la variacin de la energa interna en Joules que experiment el sistema? (1 calora = 4,18 J)CONCLUSIONESLa primera ley se basa en el principio de la conservacin de la energa.La energa de un sistema puede aumentar o disminuir de dos formas diferentes: Calor o Trabajo.Para que exista transferencia de calor es necesario que exista una diferencia de temperatura. En un proceso adiabtico no existe transferencia de calor.BIBLIOGRAFAFsica para Ciencias e Ingeniera. DOUG L A S C. G IANCOL I. Cuarta Edicin. (2008). Captulo 19. Secs. 19-6 a 19-7(p.505 - 510) Evolucin de los Conceptos de la Fsica.Arnold Arons.EditorialTrillas(1970).Captulo 19. Secs. 19-1 a 19-3 (p. 431-433)Fsica universitaria. SEARS. ZEMANSKY. Volumen 1. Decimosegunda Edicin. (2009). Captulo 19. Secs. 19-1 a 19-4 (p. 646 - 651) Calor y Termodinmica (6ta. Ed. 1985). Mark W. Zemansky y Richard H. Dittman. Editorial McGraw-Hill.GRACIAS