Proyecto sobre la_termodinamica

Proyecto de Termodinamica

1. U de G| EPRA | TICs II

Proyecto Personal de Investigación Documental.
Facilitadores: Mtro. J. Jesús Rafael Aguilar Vélez
Lic. Sergio Iván Solano Zepeda

Nombre del
estudiante:
Cuauhtli Tlatoani Ruiz Dueñas
Nombre del
proyecto
Investigación Documental
Fecha
de envió
24 de febrero
de 2010
Competencia
particular
Poder analizar perfectamente el tema elegido para después ponerlo en práctica
así como para saber realizar una buena investigación con el contenido
adecuado y preciso.
Nombre de la Materia: Física II
Nombre del profesor: Juan José Ramírez Aguayo
Tema: Termodinámica
Modulo: 1
Página de la guía en la que se encuentra el proyecto: 66 - 80
Reto: Poder realizar todas y cada una de las partes correctamente para poder desarrollar la
competencia.
Meta: Terminar en el tiempo destinado así como en la fecha que se tiene.
Duración: 3 semanas
Periodo: Del 8 al 26 de Febrero del 2010.
Tiempo estimado: 2
Horas
Inicio: 2:20 PM Termino: 4:10 PM
Valor:
100 puntos. (Si esta todo completo y de acuerdo a todos los requisitos de la
tabla de cotejo y de la rúbrica respectiva. Además de escribir con honestidad
y puntualidad)
Nota:
El llenado del formato se hará con letra Arial tamaño 11, en color negro normal
y al menos completando con 15 páginas como mínimo. Justificando el texto y
alineando las imágenes. Trabajos se sean iguales o parecidos al de algún
compañero serán automáticamente anulados los dos.

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Profesor: Juan José Ramírez Aguayo

Lugar y fecha: Ameca Jalisco, a 24 de
Febrero de 2010.

Tema: Termodinámica

Estudiante: Cuauhtli Tlatoani Ruiz
Dueñas

Grado: Segundo

Grupo: A

Turno: Matutino

Materia: Física II

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Presentación……………………………………………………………………………………………………….. ...1

Portada……………………………………………………………………………………………………………… ...2

Índice………………………………………………………………………………………………………………… ..3

Objetivo………………………………………………………………………………………………………………. .4

Introducción………………………………………………………………………………………………………… …5

Justificación……………………………………………………………………………………………………………6

Termodinámica……………………………………………………………………… ………………………………..7

Leyes de la termodinámica………………… ………………………………………………………………….7 -14

Termometría…………………………………………………………………………………………………………14

Demostración de la existencia de la temperatura empírica de un sistema con base en la ley cero…...14-16

Propiedades termométricas.........................................................................................................................16

Escalas de temperatura………………………………………………………………………………………...16 -18

Sistema y ambiente………………………………………………………………………………………… …..18-19

Equilibrio térmico………………………………………………………………………………………………..19 -20

Procesos termodinámicos………………………………………………………………………………………….20

Rendimiento termodinámico o eficiencia…………………………………………………………………………20

Dilatación térmica…………………………………………………………………………………… ………….21-22

Conclusión…………………………………………………………………………………………………………...22

Resumen/Opinión…………… …………………………………………………………………………………. 23/24

Referencias Bibliográficas…………………………………………………………………………………………25

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Principalmente el propósito a seguir en este trabajo es para enfocarme un poco en el tema elegido para
poder aprender más sobre la termodinámica ya que es esencial tener un conocimiento previo en las
asignaturas ya que nos ayudara a conocer de lo que próximamente estudiaremos conforme pase el
tiempo porque es un tema que se analizara en Física II y normalmente nadie analiza los temas
posteriores ya que pensamos que es una pérdida de tiempo pero si lo observamos de diferente ángulo
sabremos de que nos dará mucha ventaja ya que así se adquieren los conocimientos antes de lo debido
y eso nos hará mucho bien lo cual los exhorto a que lean este tema ya que es muy variado y
extremadamente interesante a los que les gusta la Física.

Y en realidad ese fue uno de mis objetivos realizarlo de algún tema que se relacione con la física y de un
tema que lo veremos para así fortalecer ese interés hacia esta ciencia así como sustentar una buena
lectura ya que en este siglo XXI la mayoría de los adolescentes no buscan de leer ya que con el muy
usado internet solo somos tijeras y pegamento si como lo digo recortamos y pegamos o mejor dicho
únicamente copiamos ya que ni siquiera analizamos ni observamos la información que llevaremos al
salón de clases y ahí está a lo que voy solo cuando llega el momento de leer lo que vamos a estudiar,
sacamos la información y solo en ese momento leemos. Por eso quiero que en realidad lo lean y no solo
únicamente me sirva a mi sino que quiero que todos lleguemos preparados en este gran tema. Y pues no
solo menciono el consejo y no me quedo con él, pues yo también echaré un ojo a sus trabajos.

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Como se ha mencionado desde el comienzo de este trabajo simplemente se refiere a todo lo relacionado
con la Termodinámica una rama muy interesante de la Física y se puede definir como la parte de la física
en que se estudian las relaciones entre el calor y las restantes formas de energía también estudia los
efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas a un nivel macroscópico.
También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y
energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que
calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la
termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente,
la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras
máquinas de vapor. Y tal como menciona la descripción es lo que se estudiara y dará a conocer en este
trabajo.
Ya que es muy importante conocer de que gracias a los estudios realizados se dedujo que lo que
menciona la segunda ley de la termodinámica pudo dar origen a la tierra pero esto solo es un pequeño
argumento. Como muchas disciplinas, la termodinámica surge de los procedimientos empíricos que
llevaron a la construcción de elementos que terminaron siendo muy útiles para el desarrollo de la vida del
hombre. Creemos que la termodinámica es un caso muy especial debido a que sus inicios se pierden en
la noche de los tiempos mientras que en la actualidad los estudios sobre el perfeccionamiento de las
máquinas térmicas siguen siendo de especial importancia, mas aun si tomamos en cuenta la importancia
que revisten temas de tanta actualidad como la contaminación. El origen fue sin lugar a dudas la
curiosidad que despertara el movimiento producido por la energía del vapor de agua. Su desarrollo fue
tomando como objetivo principal el perfeccionamiento de las tecnologías aplicadas con el fin de hacer
más fácil la vida del hombre, reemplazando el trabajo manual por la máquina que facilitaba su realización
y lograba mayor rapidez, estos avances que gravitaban directamente en la economía, por ello el inicio se
encuentra en el bombeo de aguas del interior de las minas y el transporte.
Más tarde se intensificaron los esfuerzos por lograr el máximo de rendimiento lo que llevó a la necesidad
de lograr un conocimiento profundo y acabado de las leyes y principios que regían las operaciones
realizadas con el vapor. El campo de la termodinámica y su fuente primitiva de recursos se amplía en la
medida en que se incorporan nuevas áreas como las referentes a los motores de combustión interna y
últimamente los cohetes. La construcción de grandes calderas para producir enormes cantidades de
trabajo marca también la actualidad de la importancia del binomio máquinas térmicas-termodinámica. En
resumen: en el comienzo se partió del uso de las propiedades del vapor para succionar agua de las
minas, con rendimientos insignificantes, hoy se trata de lograr las máximas potencias con un mínimo de
contaminación y un máximo de economía. Para realizar una somera descripción del avance de la
termodinámica a través de los tiempos la comenzamos identificando con las primitivas máquinas térmicas
y dividimos su descripción en tres etapas, primero la que dimos en llamar empírica, la segunda la
tecnológica y la tercera la científica.
Entre mayor información que se dará a conocer. Y que en este momento coloque aquí porque es muy
interesante para que se haga amena la lectura comenzando con algo que a la mayoría gusta.

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Si se preguntan por qué quise realizar mi investigación documental de termodinámica no es porque el
tema me guste demasiado es porque quiero enfocar un poco a la lectura en todos así como para que
tengamos un conocimiento preciso de lo que es la termodinámica y pues nos sirva en lo que tengamos
que presentar posteriormente en la unidad de aprendizaje de Física II ya que no nos hace mal una lectura
tan interesante y también con ese interés realice mi trabajo ya que quiero aprender mas aunque no me
gustaba tanto el tema porque no había tomado la molestia de observar que cosas tan sencillas tengan
una información profunda e interesante.
Y Personalmente quería entender muy bien lo que es la termodinámica y entiendo que cuando se efectúa
trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una
transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el
calor es muy semejante al trabajo. Y muchas cosas más que quería reafirmar para fortalecer mi
conocimiento y previo a profundizar en este tema de la termodinámica, es imprescindible establecer una
clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna. Como ejemplo
ilustrativo, es conveniente recurrir a la teoría cinética de los gases, en que éstos sabemos están
constituidos por numerosísimas moléculas en permanente choque entre sí. Así como saber la relación
que existe entre el calor y temperatura referente a la termodinámica ya que como se menciona es
importante saber lo que constituye una a la otra para lo cual se tendrán que analizar las tres leyes
correspondientes para obtener óptimos resultados y entender lo que queremos saber.
Para lo cual les pido sinceramente y pienso que nos beneficiara como por concurridas ocasiones lo he
mencionado pues nunca hay que mirar hacia atrás en lo que dejamos de hacer sino en lo que podemos
realizar en este momento para ser mejores en un futura ya que la mayoría de la personas vivimos en la
frase del mañana lo hago o en este momento no lo necesito pero eso si siempre lo llegaremos a ocupar
sea lo que sea por eso siempre actuar lo más pronto posible y en este caso sería bueno esta lectura.

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Termodinámica

Sistema termodinámico típico mostrando la entrada
desde una fuente de calor (caldera) a la izquierda y la
salida a un disipador de calor (condensador) a la
derecha. El trabajo se extrae en este caso por una
serie de pistones.

El punto de partida para la mayor parte de las
consideraciones termodinámicas son las leyes de la
termodinámica, que postulan que la energía puede ser
intercambiada entre sistemas en forma de calor o
trabajo. También se postula la existencia de una
magnitud llamada entropía, que puede ser definida
para cualquier sistema. En la termodinámica se
estudian y clasifican las interacciones entre diversos sistemas, lo que lleva a definir conceptos como
sistema termodinámico y su contorno. Un sistema termodinámico se caracteriza por sus propiedades,
relacionadas entre sí mediante las ecuaciones de estado. Éstas se pueden combinar para expresar la
energía interna y los potenciales termodinámicos, útiles para determinar las condiciones de equilibrio
entre sistemas y los procesos espontáneos.
Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas responden a los cambios en su
entorno. Esto se puede aplicar a una amplia variedad de temas de ciencia e ingeniería, tales como
motores, transiciones de fase, reacciones químicas, fenómenos de transporte, e incluso agujeros negros.
Los resultados de la termodinámica son esenciales para la química, la física, la ingeniería química, etc.,
por nombrar algunos.
Leyes de la termodinámica
Primera ley de la termodinámica
También conocida como principio de conservación
de la energía para la termodinámica, establece que
si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste
intercambia calor con otro, la energía interna del
sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley
permite definir el calor como la energía necesaria
que debe intercambiar el sistema para compensar
las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue
propuesta por Nicolás Leonard Sadi Carnot en 1824,
en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del
fuego y sobre las máquinas adecuadas para
desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue
incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin
para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

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Eentra − Esale = ΔEsistema
Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la
forma:
U = Q – W











Primera Ley de la Termodinámica o Primer Principio de la Termodinámica se postula a partir del
siguiente hecho experimental:
En un sistema cerrado adiabático que evoluciona de un estado inicial A otro estado final B, el
trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido.
Este enunciado supone formalmente definido el concepto de trabajo termodinámico, y sabido que los
sistemas termodinámicos sólo pueden interaccionar de tres formas diferentes (interacción material,
interacción en forma de trabajo e interacción térmica). En general, el trabajo es una magnitud física que
no es una variable de estado del sistema, dado que depende del proceso seguido por dicho sistema. Este
hecho experimental, por el contrario, muestra que para los sistemas cerrados adiabáticos, el trabajo no va
a depender del proceso, sino tan solo de los estados inicial y final. En consecuencia, podrá ser
identificado con la variación de una nueva variable de estado de dichos sistemas, definida como Energía.
Se define entonces la Energía, E, como una variable de estado cuya variación en un proceso adiabático
es el trabajo intercambiado por el sistema:

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Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no
adiabático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado
será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado
por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q
(calor) como:

Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica el
calor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice,
fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de
calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:

Donde:
Es la variación de energía del sistema,
Es el calor intercambiado por el sistema, y
Es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.

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Segunda ley de la termodinámica

Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos
termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el
sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el
agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También
establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir
completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta
forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de
energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en
cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido
aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía tal que,
para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la
entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los
cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico. Existen
numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de
Kelvin.

Descripción general
En un sentido general, el segundo principio de la termodinámica es la ley de la física que afirma que las
diferencias entre un sistema y sus alrededores tienden a igualarse. En un sentido clásico, esto se
interpreta como la ley de la física de la que se deriva que las diferencias de presión, densidad y,
particularmente, las diferencias de temperatura tienden a igualarse. Esto significa que un sistema aislado
llegará a alcanzar una temperatura uniforme. Una máquina térmica es aquella que provee de trabajo
eficaz gracias a la diferencia de temperaturas entre dos cuerpos. Dado que cualquier máquina
termodinámica requiere una diferencia de temperatura, se deriva pues que ningún trabajo útil puede
extraerse de un sistema aislado en equilibrio térmico, esto es, se requerirá de la alimentación de energía
del exterior.

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El segundo principio se usa a menudo como la razón por la cual no se puede crear una máquina de
movimiento perpetuo. En efecto, el segundo principio lleva implícito el establecer la posibilidad de que un
determinado fenómeno o proceso, por lo demás consistente con alguna otra ley de la física, pueda en
realidad ocurrir. Por ejemplo, podría razonarse que, en virtud del primer principio de la termodinámica,
nada impide que, espontáneamente, sea posible extraer calor de un cuerpo frío, por ejemplo a 200K, para
transmitírselo a otro caliente, por ejemplo a 1000K: basta con que se cumpla el balance energético
correspondiente, a consecuencia del cual el cuerpo frío se enfriaría aun más, y el caliente se calentaría
más aun.
Sin embargo, el segundo principio establece que tal fenómeno es imposible. Esto no sólo se extiende a
fenómenos o procesos físicos o ingenieriles que impliquen algún proceso térmico, sino que el segundo
principio se encuentra íntimamente enraizado en todas las ramas de la física: de todas las leyes de la
naturaleza, el segundo principio es probablemente uno de los más comprobado, y desde luego el más
firmemente reconocido, de manera que se considera como algo indispensable que toda nueva teoría
física o todo nuevo fenómeno teorizado, por muchas otras teorías previas a las que contradiga, lo cumpla
estrictamente.

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Enunciado de Clausius


Diagrama del ciclo de Carnot en función de la presión y el volumen.
En palabras de Sears es: "No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor
de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a
temperatura más elevada".
Enunciado de Kelvin
No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una única fuente (E.absorbida) y
lo convierta íntegramente en trabajo (E.útil).Enunciado de Kelvin-Planck.
Otra interpretación
Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme calor en trabajo sin aumentar la
energía termodinámica del ambiente. Debido a esto podemos concluir que el rendimiento energético de
una máquina térmica cíclica que convierte calor en trabajo siempre será menor a la unidad y ésta estará
más próxima a la unidad cuanto mayor sea el rendimiento energético de
la misma. Es decir, cuanto mayor sea el rendimiento energético de una
máquina térmica, menor será el impacto en el ambiente, y viceversa.
Tercera ley de la termodinámica
La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther
Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero
absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede
formularse también como que a medida que un sistema dado se
aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante
específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede
considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es
una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es
probablemente inapropiado tratarlo de ―ley‖.

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Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones
estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El
demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la
Termodinámica.
Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y
universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.
Descripción
En términos simples, la tercera ley indica que la entropía
de una sustancia pura en el cero absoluto es CERO. Por
consiguiente, la tercera ley provee de un punto de
referencia absoluto para la determinación de la entropía.
La entropía relativa a este punto es la entropía absoluta.
Un caso especial se produce en los sistemas con un
único estado fundamental, como una estructura cristalina.
La entropía de un cristal perfecto definida por el teorema
de Nernst es cero (dado que el ln (1)=0). Sin embargo,
esto desestima el hecho de que los cristales reales deben
crecer en una temperatura finita y poseer una
concentración de equilibrio por defecto. Cuando se
enfrían generalmente son incapaces de alcanzar la
perfección completa. Esto, por supuesto, se mantiene en
la línea de que la entropía tiende siempre a aumentar
dado que ningún proceso real es reversible.
Otra aplicación de la tercera ley es con respecto al
momento magnético de un material. Los metales
paramagnéticos (con un momento aleatorio) se
ordenarán a medida de que la temperatura se acerque a
0 K. Se podrían ordenar de manera ferro magnética
(todos los momentos paralelos los unos a los otros) o de
manera antiferromagnética.
Ley cero de la termodinámica
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como
la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas
para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión,
volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión
lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x, y) no son
dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas
(experimentales) de un sistema se les conoce como
coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.
A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos
sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en

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equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio
termodinámico ya que aquí las fuerzas electroestáticas se contradicen. Este principio es fundamental,
aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado
las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición nula.
Termometría
La termometría se encarga de la medición de la temperatura de
cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es
un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la
materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de
mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares
que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad
eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del
rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.
Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio cero de la
termodinámica, que dice: "Si un sistema A que está en equilibrio
térmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres
sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí".
Demostración de la existencia de la temperatura empírica de un sistema con base en la ley cero
Para dos sistemas en equilibrio termodinámico representados por sus respectivas coordenadas
termodinámicas (X1,Y1) y (X2,Y2) tenemos que dichas coordenadas no son función del tiempo, por lo
tanto es posible hallar una función que relacionen dichas coordenadas, es decir:
F(x1, x2, y1, y2) = 0
Sean tres sistemas hidrostáticos, A, B, C, representados
por sus respectivas termodinámicas: (Pa, Va), (Pb, Vb),
(Pc, Vc). Si A y C están en equilibrio debe existir una
función tal que:
f1(Pa,Pc,Va,Vc) = 0
Es decir:
Pc = g1(Pa,Va,Vc) = 0
Donde las funciones f1 y g1 dependen de la naturaleza
de los fluidos.
Análogamente, para el equilibrio de los fluidos B y C:

f2(Pb,Pc,Vb,Vc) = 0

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Es decir:
Pc = g2(Pb,Vb,Vc) = 0
Con las mismas considerciones que las funciones f2 y g2 dependen de la naturaleza de los fluidos.
La condición dada por la ley cero de la termodinámica de que el equilibrio térmico de A con C y de B
con C implica asimismo el quilibrio de A y B puede expresarse matemáticamente como:

g1(Pa,Va,Vc) = g2(Pb,Vb,Vc)
Lo que nos conduce a la siguiente expresión:

f3(Pa,Pb,Va,Vb) = 0
Entonces, llegamos a la conclusión de que las funciones g1 y g2 deben ser de naturaleza tal que se
permita la eliminación de la variable termodinámica comón Vc. Una posibilidad, que puede demostrarse
única, es:
g1 = m1 (Pa, Va)n (Vc) + k (Vc)
Asimismo:
g2 = m2 (Pb, Vb)n (Vc) + k (Vc)
Una vez canceladas todas las partes que contienen a Vc podemos escribir:
m1 (Pa, Va) = m2 (Pb, Vb)
Mediante una simple repetición del argumento, tenemos que:
m1(Pa,Va) = m2(Pb,Vb) = m3(Pc, Vc)
Y así sucesivamente para cualquier número de sistemas en equilibrio termodinámico.
Hemos demostrado que para todos los sistemas que se hallen en equilibrio termodinámico entre sí,
existen sendas funciones cuyos valores numéricos son iguales para cada uno de dichos sistemas en
equilibrio. Este valor numérico puede ser representado con la letra griega θ y será definido como la
temperatura empírica de los sistemas en equilibrio termodinámico.

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Así, tenemos que todo equilibrio termodinámico entre dos sistemas es equivalente a un equilibrio
térmico de los mismos, es decir, a una igualdad de
temperaturas empíricas de estos.
Propiedades termométricas
Una propiedad termométrica de una sustancia es
aquella que varía en el mismo sentido que la
temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su
valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.
Escalas de temperatura
Lo que se necesita para construir un termómetro son
puntos fijos, es decir, procesos en los cuales la
temperatura permanece constante. Ejemplos de
procesos de este tipo son el proceso de ebullición y el
proceso de fusión.
Los puntos generalmente utilizados son el proceso de
ebullición y de solidificación de alguna sustancia,
durante los cuales la temperatura permanece constante.
Existen varias escalas para medir temperaturas, las más importantes son la escala Celsius, la escala
Kelvin y la escala Fahrenheit.
Escala Celsius
Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de
ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan
los valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos
valores se escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se
lee grado Celsius y se denota por [°C]. El grado Celsius,
representado como °C, es la unidad creada por Andrés Celsius
para su escala de temperatura. Se tomó para el Kelvin y es la
unidad de temperatura más utilizada internacionalmente. A partir
de su creación en 1750 fue denominado grado centígrado (se
escribía °c, en minúscula). Pero en 1948 se decidió el cambio en
la denominación oficial para evitar confusiones con la unidad de
ángulo también denominada gra do centígrado (grado
geométrico), aunque la denominación previa se sigue empleando
extensamente en el uso coloquial. Hasta 1954 se definió
asignando el valor 0 a la temperatura de congelación del agua, el
valor 100 a la de temperatura de ebullición —ambas medidas a
una atmósfera de presión— y dividiendo la escala resultante en
100 partes iguales, cada una de ellas definida como 1 grado.
Estos valores de referencia son muy aproximados pero no
correctos por lo que, a partir de 1954, se define asignando el

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valor 0,01 °C a la temperatura del punto triple del agua y definiendo 1 °C como la fracción 1/273,16 de la
diferencia con el cero absoluto.
Conversión de unidades
La magnitud de un grado Celsius (1 °C) es equivalente a la
magnitud de un Kelvin (1 K), puesto que esta unidad se
define como igual a la primera. Sin embargo, las escalas
son diferentes porque la escala Kelvin toma como valor 0
el cero absoluto. Dado que al cero absoluto corresponde
un valor de -273,15 °C, la temperatura expresada en °C y
K difiere en 273,15 unidades: • La conversión de grados
Celsius a grados Fahrenheit se obtiene multiplicando la
temperatura en Celsius por 1,8 (9/5) y sumando 32: • Para
convertir Fahrenheit a Celsius: •
Escala Kelvin o absoluta
En este caso, la escala fue establecida por la escala kelvin,
donde el valor de 0° corresponde al cero absoluto,
temperatura en la cual las moléculas y átomos de un
sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún
sistema macroscópico puede tener una temperatura
inferior. En escala Celsius esta temperatura corresponde a
-273 °C. Esta unidad de medida se lee Kelvin y se denota
por [K]. Esta unidad se llama también Escala Absoluta y es
también la unidad adoptada por el Sistema Internacional de Unidades.
Dado que 0[K] corresponden a -273,15[°C], se puede hallar una fórmula de conversión, entre la escala
Celsius y la escala Kelvin, de la siguiente forma:
T = tc + 273,15°
Donde la letra T representa la temperatura en Kelvin y la letra tc representa la temperatura en grados
Celsius.
Escala Fahrenheit
En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla, pero en
este caso fueron los puntos de solidificación y de ebullición del cloruro
amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los valores de 0 y 100
respectivamente. La unidad de esta escala se llama grado Fahrenheit y
se denota por [°F]. Dado que en escala Celsius, los valores de 0[°C] y
100[°C] corresponden a 32[°F] y 212[°F] respectivamente, la fórmula de
conversión de grados Celsius a Fahrenheit es:
tf = tc + 32°

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Aquí el símbolo tf representa la temperatura en grados Fahrenheit y el símbolo tc representa la
temperatura en grados Celsius.
Escala Rankin
Es una escala de temperaturas muy utilizada en los E.E.U.U., y es
proporcional a la escala Kelvin. Al igual que esta, presenta un cero
en el cero absoluto, por lo que también es una "escala absoluta"
T(ºR) = 1,8 T (K)
Sistema y ambiente
En el estudio de la Termodinámica la atención está dirigida al interior
de un sistema, aunque se adopte un punto de vista macroscópico,
sólo se consideran aquellas magnitudes de este tipo que tienen
relación con el estado interno del sistema. Para poder entender las
magnitudes involucradas en este tema, se hace necesario definir los
conceptos de sistema y estado de un sistema.
Sistema
Se puede definir un sistema como un conjunto de materia, que está limitado por una superficie, que le
pone el observador, real o imaginaria. Si en el sistema no entra ni sale materia, se dice que se trata de un
sistema cerrado, o sistema aislado si no hay intercambio de materia y energía, dependiendo del caso.
En la naturaleza, encontrar un sistema estrictamente aislado es, por lo que sabemos, imposible, pero
podemos hacer aproximaciones. Un sistema del que sale y/o entra materia, recibe el nombre de abierto.
Ponemos unos ejemplos:
Un sistema abierto: es cuando existe un intercambio de masa y de energía con los
alrededores; es por ejemplo, un coche. Le echamos combustible y él desprende diferentes
gases y calor.
Un sistema cerrado: es cuando no existe un intercambio de masa con el medio
circundante, sólo se puede dar un intercambio de energía; un reloj de cuerda, no
introducimos ni sacamos materia de él. Solo precisa un aporte de energía que emplea para
medir el tiempo.
Un sistema aislado: es cuando no existe el intercambio ni de masa y energía con los
alrededores; ¿Cómo encontrarlo si no podemos interactuar con él? Sin embargo un termo
lleno de comida caliente es una aproximación, ya que el envase no permite el intercambio
de materia e intenta impedir que la energía (calor) salga de él.
Medio externo
Se llama medio externo o ambiente a todo aquello que no está en el sistema pero que puede influir en
él. Por ejemplo, consideremos una taza con agua, que está siendo calentada por un mechero.
Consideremos un sistema formado por la taza y el agua, entonces el medio está formado por el mechero,
el aire, etc.

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Equilibrio térmico
Toda sustancia por encima de los 0º Kelvin (-273.15º Centígrados) emite calor. Si 2 sustancias en
contacto se encuentran a diferente temperatura, una de ellas emitirá más calor y calentará a la más fría.
El equilibrio térmico se alcanza cuando ambas emiten, y reciben la misma cantidad de calor, lo que iguala
su temperatura.
Nota: estrictamente sería la misma cantidad de calor por gramo, ya que una mayor cantidad de sustancia
emite más calor a la misma temperatura.
Variables termodinámicas
Las variables que tienen relación con el estado interno de un sistema, se llaman variables
termodinámicas o coordenadas termodinámicas, y entre ellas las más importantes en el estudio de la
termodinámica son:
la masa
el volumen
la densidad
la presión
la temperatura
Estado de un sistema
Un sistema que puede describirse en función de coordenadas termodinámicas se llama sistema
termodinámico y la situación en la que se encuentra definido por dichas coordenadas se llama estado del
sistema.
Equilibrio térmico
Un estado en el cual dos coordenadas termodinámicas independientes X e Y permanecen constantes
mientras no se modifican las condiciones externas se dice que se encuentra en equilibrio térmico. Si dos
sistemas se encuentran en equilibrio térmico se dice que tienen la misma temperatura. Entonces se
puede definir la temperatura como una propiedad que permite determinar si un sistema se encuentra o no
en equilibrio térmico con otro sistema.
El equilibrio térmico se presenta cuando dos cuerpos con temperaturas diferentes se ponen en contacto,
y el que tiene mayor temperatura cede calor al que tiene más baja, hasta que ambos alcanzan la misma
temperatura.
Algunas definiciones útiles en termodinámica son las siguientes.
Foco térmico
Un foco térmico es un sistema que puede entregar y/o recibir calor, pero sin cambiar su temperatura.

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Contacto térmico
Se dice que dos sistemas están en contacto térmico cuando puede haber transferencia de calor de un
sistema a otro.
Procesos termodinámicos
Se dice que un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al
menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia. Los procesos más importantes son:
Procesos isotérmicos: son procesos en los que la temperatura no cambia.
Procesos isobáricos: son procesos en los cuales la presión no varía.
Procesos isócoros: son procesos en los que el volumen permanece constante.
Procesos adiabáticos: son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.
Por ejemplo, dentro de un termo donde se colocan agua caliente y cubos de hielo, ocurre un proceso
adiabático, ya que el agua caliente se empezará a enfriar debido al hielo, y al mismo tiempo el hielo se
empezará a derretir hasta que ambos estén en equilibrio térmico, sin embargo no hubo transferencia de
calor del exterior del termo al interior por lo que se trata de un proceso adiabático.
Rendimiento termodinámico o eficiencia
Un concepto importante en la ingeniería térmica es el de rendimiento. El rendimiento de una máquina
térmica se define como:

Donde, dependiendo del tipo de máquina térmica, estas energías serán el calor o el trabajo que se
transfieran en determinados subsistemas de la máquina.
Teorema de Carnot
Nicolás Leonard Sadi Carnot en 1824 demostró que el rendimiento de alguna máquina térmica que
tuviese la máxima eficiencia posible (a las que en la actualidad se denotan con su nombre) y que operase
entre dos termostatos (focos con temperatura constante), dependería sólo de las temperaturas de dichos
focos. Por ejemplo, el rendimiento para un motor térmico de Carnot viene dado por:

Donde Tc y Tf son las temperaturas del termostato caliente y del termostato frío, respectivamente,
medidas en Kelvin.
Este rendimiento máximo es el correspondiente al de una máquina térmica reversible, la cual es sólo una
idealización, por lo que cualquier máquina térmica construida tendrá un rendimiento menor que el de una
máquina reversible operando entre los mismos focos.

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Dilatación térmica
La dilatación térmica corresponde al efecto en el cual, las sustancias se "agrandan" al aumentar la
temperatura. En objetos sólidos, la dilatación térmica produce un cambio en las dimensiones lineales de
un cuerpo, mientras que en el caso de líquidos y gases, que no tienen forma permanente, la dilatación
térmica se manifiesta en un cambio en su volumen.
Dilatación lineal
Consideremos primero la dilatación térmica de un objeto sólido, cuyas dimensiones lineales se pueden
representar por l0 , y que se dilata en una cantidad ΔL. Experimentalmente se ha encontrado que para
casi todas las sustancias y dentro de los límites de variación normales de la temperatura, la dilatación
lineal ΔL es directamente proporcional al tamaño inicial l0 y al cambio en la temperatura Δt, es decir:
= = .
Donde se llama coeficiente de dilatación lineal, cuya unidad es el recíproco del grado, es decir [°C]
-1
.
Dilatación superficial
Es el mismo concepto que el de dilatación lineal salvo que se aplica a cuerpos a los que es aceptable y
preferible considerarlos como regiones planas; por ejemplo, una plancha metálica. Al serle transmitida
cierta cantidad de calor la superficie del objeto sufrirá un incremento de área: ΔA.
= = .

Donde γ se llama coeficiente de dilatación superficial.
Dilatación volumétrica
La dilatación térmica de un líquido o un gas se observa como un cambio de volumen ΔV en una cantidad
de sustancia de volumen V0, relacionado con un cambio de temperatura Δt. En este caso, la variación de
volumen ΔV es directamente proporcional al volumen inicial V0 y al cambio de temperatura Tú, para la
mayor parte de las sustancias y dentro de los límites de variación normalmente accesibles de la
temperatura, es decir:
= = .
Donde β se llama coeficiente de dilatación volumétrica, medida en la misma unidad que el coeficiente
de dilatación lineal 2 alfa.

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Se puede demostrar fácilmente usando el álgebra que:
Análogamente se puede obtener el coeficiente de dilatación superficial γ dado por:









Solo quisiera hacer notar de que fue un trabajo muy bueno no estuvo difícil pero si algo entretenido para
dejarlo de la mejor manera. Respecto a lo del tema no hay mucho que decir ya que es muchísimo y todo
lo evidencie en las demás partes de la investigación ya que es un tema simple porque todo se
fundamenta en las leyes que describiré en el resumen.
Y en general pienso que fue un tema el cual me quedo perfectamente grabado para lo cual se sabe que
la termodinámica es fundamentalmente una ciencia fenomenológica, es decir, una ciencia macroscópica
basada en leyes generales inferidas del experimento, independientemente de cualquier ―modelo‖
microscópico de la materia. Su objetivo es, a partir de unos cuantos postulados (leyes de la
termodinámica), obtener relaciones entre propiedades macroscópicas de la materia, cuando ésta se
somete a toda una variedad de procesos.

Debe tenerse presente que las predicciones teóricas de las magnitudes de estas propiedades están fuera
del campo de la termodinámica, su obtención proviene del experimento y de disciplinas como la teoría
cinética y la mecánica estadística que tratan directamente con las estructuras atómica y molecular de la
materia. Por otra parte, es importante señalar que la termodinámica se desarrolló como una tecnología
mucho antes de convertirse en ciencia. De hecho una de las preguntas más motivadoras de este
desarrollo surgió de cuestiones prácticas, como poder calcular la cantidad de trabajo que se puede
obtener al quemar una cantidad conocida de carbón u otro combustible.
Es por ello que, prácticamente, no hay rama de la ingeniería y de la física o química en sus aspectos más
aplicativos que puedan prescindir del conocimiento de esta rama tan importante de la física. Entre
muchas cosas más que podemos encontrar en cualquier sitio de la web o en libros espero que les haya
gustado.

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En realidad me gusto realizar esta investigación ya que así pude saber que la Termodinámica se basa de
tres leyes así como la ley cero que son muy importantes las cuales nos ayudan a conocer lo que en
realidad nos quiere decir, pues lo que opino y pienso que se me quedo gravado de las tres leyes es:

Ley cero de la termodinámica: A este principio se le llama "equilibrio térmico". Si dos sistemas A y B
están a la misma temperatura, y B está a la misma temperatura que un tercer sistema C, entonces A y C
están a la misma temperatura. Este concepto fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue
formulado hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.

Primera ley: También conocido como principio de la conservación de la energía, la Primera ley de la
termodinámica establece que si se realiza trabajo sobre un sistema, la energía interna del sistema variará.
La diferencia entre la energía interna del sistema y la cantidad de energía es denominada calor. Fue
propuesto por Antoine Lavoisier. En otras palabras: La energía no se crea ni se destruye solo se transforma.
(Conservación de la energía).

Segunda ley: Esta ley indica las limitaciones existentes en las transformaciones energéticas. En un sistema
aislado, es decir, que no intercambia materia ni energía con su entorno, la entropía (desorden en un
sistema) siempre habrá aumentado (nunca disminuido, como mucho se mantiene) desde que ésta se mide
por primera vez hasta otra segunda vez en un momento distinto. En otras palabras: El flujo espontáneo de
calor siempre es unidireccional, desde una temperatura más alta a una más baja. Existen numerosos
enunciados, destacándose también el de Carnot y el de Clausius.

Tercera Ley: La Tercera ley de la termodinámica, propuesto por Walther Nernst, afirma que es imposible
alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede
formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía
tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero
bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que
es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.

Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones
estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El
demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la
Termodinámica. A la vez hay que recordar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la
más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia.

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Pienso que la Termodinámica es una buena ciencia para poder desarrollar nuestro conocimiento sobre la
Física ya que pondremos en práctica nuestros conocimientos muy pronto pero en realidad creo que a
nadie le servirá de lo mucho cuando nos queramos dedicar a nuestra profesión ya que es raro que
alguien opte por esta ciencia porque simplemente pensamos que es algo aburrido ya que siempre
queremos lo más fácil así como las matemáticas no son aburridas pero creo que si son algo difíciles pero
si se les pone empeño, dedicación y estudio; podemos llegar muy lejos así mismo esta ciencia solo nos
servirá cuando en la unidad de aprendizaje de Física observemos este tema pero después no ya que
personalmente no me servirá para mi profesión y únicamente es para tener abundancia de conocimientos
y cultura en general, ya que lo que me servirá a mi son las matemáticas y casi-casi me tengo que
enamorar de ellas ya que es importante para lo que quiero estudiar y pues esta ciencia de las
matemáticas no solamente en la Arquitectura sino en la vida diaria no hay ningún momento del día donde
no haya números u operaciones de cualquier tipo.
Respectivamente a este tema me gusto haberlo elegido ya que como hago mencionar me llene de mas
conocimiento para aplicar en el momento cuando se necesite y pues es un beneficio que ofrece esta
materia de poder adelantarnos y analizar los temas que veremos en las materias y este es el principal
efecto que causa uno de estos trabajos, así también como desarrollar nuestra habilidad en la
computadora con este programa tan famoso que es Word donde podemos crear tanta variedad de
archivos para lo cual se debe de tener una buena experiencia y conocimiento del programa para poder
efectuar estos trabajos.
Personalmente me gusta utilizarlo y más cuando son trabajos como de este tipo para fortalecer mis
conocimientos y enseñar a los demás lo que sé hacer.







Por último quisiera que me
dieran consejos para mejorarlo
y saber que le quito y que le
pongo para que sea mejor, así
también hare lo mismo.

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Enciclopedia Encarta 2006.

Diccionario de la Real Academia Española.

Enciclopedia asesor interactivo (Física).

Revista muy interesante versión 2008 apartado calor.

http://mx.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=AtBlyu08UwCNZqva2rrPX5XB8gt.;_ylv=3?qid=2010021
7060740AAn95X0

http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa_%28termodin%C3%A1mica%29#Evidencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica

http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml

http://buscon.rae.es/draeI/SrvltGUIBusUsual?LEMA=termodin%C3%A1mica

http://www.jfinternational.com/mf/termodinamica.html