Fsica Estadstica

1. Definicin de capacidad calorfica y cules son los dos procesos que determinan los dos tipos de capacidad calorfica.

La capacidad calorfica se define como el cociente ntrela cantidad de calor que es necesario ceder al sistema para que su temperatura aumente en dT grados. Se escribe con la ecuacin:

Donde: C es la capacidad calorficadQ es el calor absorbido por el sistema dT es la variacin de la temperatura

Los dos procesos que determinan la capacidad calorfica son a presin constante (isobrico) y a volumen constante (isocorico).

2. De un ejemplo de cada tipo de capacidad calorfica.

A volumen constante: Una olla hirviendo con tapa A presin constante: Una olla hirviendo sin tapa

3. Escriba la ecuacin de la primera ley de la termodinmica y escriba que significa cada trmino.

Ecuacin de la primera ley de la termodinmica:

dU=dQ+dW U=W+Q

C es capacidad calorficadQ calor absorbido por el sistemadW trabajo realizado por el sistema

La energa interna del sistema va a cambiar mediante dos formas, una mecnica y otra no mecnica.

4. En un proceso adiabtico, a que se reduce la ecuacin de la primera ley.

En un proceso adiabtico es aquel en el que el sistema no intercambia calor con su entorno, por lo que la ecuacin de la primera ley de la termodinmica solo se reduce a:

dU= dW

Por lo que solo depende del trabajo que realice el sistema.

5. Escriba que es el ciclo de Carnot y dibuje un esquema donde funcione como motor y otro donde funcione como refrigerador.

El ciclo de Carnot es el ciclo ms eficiente permitido por las leyes termodinmicas, consta de dos procesos isotrmicos y dos adiabticos. Este ciclo debe cumplir con la condicin , lo que indica que el cambio de energa es igual a cero, por lo que Q+W=0

Maquina trmicaRefrigerador

T2 T1WQ2Q1 T2 T1WQ2Q1

6. Como se calcula la eficiencia de un ciclo de Carnot.

La eficiencia de un ciclo de Carnot se calcula mediante la mquina de Carnot, que permite evaluar la eficiencia de una maquina trmica mediante la ecuacin:

Cuando las temperaturas son iguales , entonces n es igual a cero (n=0) y esto indica que la maquina no es eficiente.

7. Escriba la definicin de entropa y su ecuacin.

En termodinmica, la entropa es una magnitud fsica que permite determinar la parte de la energa que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una funcin de estado de carcter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se d de forma natural. La entropa describe lo irreversible de los sistemas termodinmicos.

dQ es la cantidad de calor absorbidaT es la temperatura absoluta

8. Escriba la segunda ley de la termodinmica y el significado de cada trmino.

Clausius: No es posible que el calor fluya desde un cuerpo frio hacia un cuerpo ms caliente, sin necesidad de producir ningn trabajo que genere este flujo. La energa no fluye espontneamente de un lugar de baja temperatura a otro de alta temperatura.

Kelvin-Plank: Es imposible extraer una cantidad de calor (QH) de un foco caliente, y usarla toda ella para producir trabajo, ya que alguna cantidad de calor (Q) debe ser expulsada a un foco fro.

La segunda ley establece que en cualquier proceso cclico, la entropa aumentar o permanecer igual.

dQ es el calor absorbidoT es la temperatura absorbida

9. Escriba la tercera ley de la termodinmica y explquela con sus propias palabras.

El tercer principio de la termodinmica o tercera ley de la termodinmica, ms adecuadamente Postulado de Nernst afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un nmero finito de etapas. Sucintamente, puede definirse como:

Al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema fsico se detiene. Al llegar al cero absoluto la entropa alcanza un valor mnimo y constante.

De acuerdo con la tercera ley de la termodinmica, la entropa de una sustancia es cero a la temperatura del cero absoluto.

10. En un sistema cerrado como cambio de entropa y que sucede en un sistema abierto.

Sistema cerrado: A medida en que aumentaba la entropa, es decir, se dispersa la energa por medio de mltiples transformaciones, la probabilidad de que se mantenga la complejidad de sus estructuras disminuye. En el sistema cerrado, la entropa siempre es positiva.

Sistema abierto: La entropa puede ser reducida o incluso transformarse en entropa negativa. Si un sistema gana entropa, su alrededor la pierde, por lo que el balance final es nulo.