PRESENTADO POR :

JULIANA DEL PILAR MORERA GOMEZ

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*

*TERMOBIOLOGIA

*La Termo biología es el estudio de los efectos

del calor sobre los organismos vivos y los

procesos biológicos.

*TERMODINAMICA

*La termodinámica se ocupa de la energía y sus

transformaciones en los sistemas desde un

punto de vista macroscópico.

*La termodinámica es una teoría de una gran

generalidad aplicable a sistemas de estructura

muy elaborada con todas las formas de

propieda-desmecánicas, eléctricas y térmicas

complejas.

*El sistema termodinámico más simple se compone de una masa fija de unfluido isotrópico puro no influenciado por reacciones químicas o campos

externos. Tales sistemas se caracterizan por las tres coordenadasmensurables: presión P, volumen V y temperatura T y se llaman sistemas

PVT.

* La Termodinámica estudia las relaciones cuantitativas existentes entre

el calor y las otras formas de energía, tales como: mecánica, química,

eléctrica y radiante.

* Las variaciones de la energía mecánica se expresan en

ergios o en julios, y las de calor en calorías, en la actualidad se

considera igual a 4,1840 x'107 erg o 4,1840 J absolutos, y de aquí que el

trabajo y el calor puedan expresarse en las mismas unidades.

* FACTORES DE INTENSIDAD Y LA CAPACIDAD DE ENERGIA

Forma de la

energía

Factor de

intensidad o

potencial

(propiedad

intensiva)

Factor de

capacidad o de

cantidad

(propiedad

extensiva)

Unidades de

energía mas

usuales

Calor (Térmica) Diferencias de

temperatura

(Grados)

Variación de

entropía

(cal/gramo)

Carolias

Expansión Presión

(dinas/cm2)

Variación de

volumen(cm3)

Ergios

Superficial Tensión superficial

(dinas/cm)

Variación de la

superficie (cm2)

Ergios

Eléctrica Fuerza de

electromotriz o

diferencia de

potencial (voltios)

Cantidad de

electricidad

(Culombios)

Julios

Química Potencial químico

(cal/mol)

Numero de moles Carolias

*La Termodinámica se basa en tres principios o

hechos experimentales que nunca han podido

ser demostrados de un modo directo por

razonamientos matemáticos.

*SISTEMA ENTORNO Y UNIVERSO

*Un sistema puede ser cualquier objeto,

cualquier cantidad de materia,

cualquier región del espacio, etc.,

seleccionado para estudiarlo y aislarlo

(mentalmente) de todo lo demás, lo cual se

convierte entonces en el entorno

del sistema.

* EL SISTEMA Y SU ENTORNO FORMAN EL UNIVERSO

La envoltura imaginaria que encierra un sistema y lo

separa de sus inmediaciones (entorno) se llama frontera

del sistema y puede pensarse que tiene propiedades

especiales que sirven para: aislar el sistema de su

entorno o para permitir la interacción de un modo

específico entre el sistema y su ambiente.

Llamamos sistema, o medio interior, la porción del

espacio limitado por una superficie real o ficticia, donde

se sitúa la materia estudiada. El resto del universo es el

medio exterior. La distinción entre sistema y entorno es

arbitraria.

* PROPIEDADES MICROSCOPICAS Y MACROSCOPICAS DE UN SISTEMA

*Todo sistema posee una estructura microscópica

(moléculas, ellas mismas formadas por átomos,

ellos mismos formados por partículas

elementales).

* SISTEMAS AISLADOS Y CERRADOS

*sistema aislado es el sistema que no puede intercambiar materia ni energíacon su entorno.

*sistema cerrado es el sistema que sólo puede intercambiar energía con suentorno, pero no materia.

*sistema abierto es el sistema que puede intercambiar materia y energía consu entorno.

*Transformaciones isotérmicas

*En una transformación isoterma la temperatura del

sistema permanece constante; para ello es

necesario que el sistema se encuentre en contacto

con un foco térmico que se define como una

sustancia capaz de absorber o ceder calor sin

modificar su temperatura.

*Supongamos que un gas ideal absorbe calor de un

foco térmico que se encuentra a una temperatura

To y como consecuencia, se expande desde un

estado inicial A a uno final B.

*El proceso es isotermo por mantenerse el gas en

contacto con el foco (TA=TB=T0), por lo que, la

variación de energía interna será nula:

*Calculamos el trabajo, sustituyendo el valor de la

presión en función del volumen y de la

temperatura, según la ecuación de estado del gas

ideal:

*Integrando, obtenemos la expresión para el trabajo

realizado por el gas en una transformación

isoterma a T0:

*Este trabajo es positivo cuando el gas se expande

(VB>VA) y negativo cuando el gas se comprime

(VA>VB).

*Aplicamos el Primer Principio para calcular el calor

intercambiado:

*TRANSFORMACIONES ADIABATICAS

*En una transformación adiabática no se produce

intercambio de calor del gas con el exterior (Q = 0).

Se define el coeficiente adiabático de un gas (γ) a

partir de las capacidades caloríficas

molares tomando distintos valores según el gas sea

monoatómico o diatómico:

*El gas se encuentra encerrado mediante un pistón en un

recipiente de paredes aislantes y se deja expansionar.

*En este caso varían simultáneamente la presión, el volumen

y la temperatura, pero no son independientes entre sí. Se

puede demostrar usando el Primer Principio que se cumple:

*El trabajo realizado por el gas lo calculamos a

partir de la definición, expresando la presión

en función del volumen:

*

*La variación de energía interna se calcula

usando la expresión general para un gas ideal:

*TRANSFORMACION ISOCORA

*En una transformación isócora el volumen permanece

constante.

*Imaginemos una cierta cantidad de gas ideal encerrado

en un recipiente de paredes fijas, al que se le suministra

calor por lo que el gas aumenta de temperatura y de

presión.

*El trabajo realizado por el gas es nulo, ya que

no hay variación de volumen

*Aplicando el Primer Principio, se deduce que

todo el calor intercambiado se invierte en

variar la energía interna:

*TRANSFORMACION ISOBARA

*En una transformación isobara la presión del

sistema no varía.

*Supongamos que un gas ideal absorbe calor y,

como consecuencia, se expande desde un estado

inicial A a uno final B, controlando la presión para

que esté en equilibrio con el exterior y

permanezca constante.

*En este caso parte del calor absorbido se transforma en trabajo realizado por el gas y el resto se invierte en aumentar la energía interna.

*Calculamos el trabajo a partir de la definición integrando a lo largo de la transformación, teniendo en cuenta que la presión no varía:

La variación de energía interna se calcula usando la expresión general para un gas ideal:

*Para expresar la relación entre el calor y la

variación de temperatura usaremos ahora

la capacidad calorífica a presión constante Cp:

*TRANSFORMACIONES POLITROPICAS

*Se denomina proceso politrópico al proceso

termodinámico, generalmente ocurrido en gases, en el

que existe, tanto una transferencia de energía al interior

del sistema que contiene el o los gases como una

transferencia de energía con el medio exterior (proceso

isotérmico).

*El proceso politrópico obedece a la relación:

* EQUILIBRIO TERMODINAMICO

* Las propiedades termodinámicas de un sistema vienen dadas por losatributos físicos macroscópicos observables del sistema, mediante la observación directa o mediante algún instrumento de medida.

* Un sistema está en equilibrio termodinámico cuando no se observa ningún cambio en sus propiedades termodinámicas a lo largo del tiempo.

Los estados de equilibrio son, por definición, estados independientes deltiempo.

El estado de equilibrio termodinámico se caracteriza por la anulación porcompensación de flujos de intercambio y la homogeneidad espacial de tos

parámetros que caracterizan el sistema que ya no dependen del tiempo.

* PRIMERA LEY TERMODINAMICA

* La primera ley de la termodinámica establece que la energía no

se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley

expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo

termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al

trabajo recibido por el mismo, y viceversa.

* Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema

al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio

ambiente al sistema durante el ciclo.

* Un ejemplo sencillo seria: Al remover con un taladro el agua

contenida en un recipiente, le estamos aplicando trabajo, que es

igual al calor que este emite al medio ambiente al calentarse. En

este caso, el sistema puede ser el agua, el medio sería el taladro,

el aire circundante y todo lo que está fuera del sistema que no

sea agua (pues lo que está afuera recibirá calor del sistema)

*PRIMERA LEY PARA UN SISTEMA

* En este caso, el sistema podría ser el agua contenida en un recipiente, y el medio ambiente todo lo que rodea el recipiente, que serian desde la cocina en donde descansa el recipiente con agua hasta el quemador que le suministra calor, en fin, la atmósfera y todo lo que esté fuera del recipiente.

* Supongamos que encima de este recipiente colocamos una tapa, únicamente usando su peso. Supongamos además que al recipiente se le suministra calor del quemador de la cocina que lo contiene. A medida que el agua empieza a hervir, la tapa empieza a moverse cada vez más rápidamente. El movimiento de la tapa es entonces el desplazamiento que representa el trabajo realizado por el sistema sobre el medio ambiente.

*LA ENERGIA INTERNA

*

*Cuando el agua está hirviendo, hace que la tapa del recipiente realice el trabajo. Pero esto lo hace a costa del movimiento molecular, lo que significa que no todo el calor suministrado va a transformarse en trabajo, sino que parte se convierte en incremento de la energía interna, la cual obedece a la energía cinética de traslación, vibración y potencial molecular. Por lo que la fórmula anterior que mencionamos también tendría que incluir a la energía interna

* FORMULACION DE LA PRIMERA LEY PARA UN SISTEMA

*La primera ley expresa que el calor, suministrado por el medio ambiente (el quemador de la cocina) a un sistema (el agua contenida en el recipiente) es igual al cambio de la energía interna en el interior del liquido (agua en este caso) sumada al trabajo que el agua realiza cuando al hervir mueve la tapa contra el medio ambiente.

*Por lo tanto: el calor cedido por el medio al sistema será igual a la variación de la energía interna en el interior del sistema (agua) más el trabajo realizado por el sistema sobre el medio.

*SEGUNDA LEY TERMODINAMICA

*El segundo principio de la termodinámica dictamina que si bien la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, sino que se transforman, y establece el sentido en el que se produce dicha transformación. Sin embargo, el punto capital del segundo principio es que, como ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere única y exclusivamente a estados de equilibrio. Toda definición, corolario o concepto que de él se extraiga sólo podrá aplicarse a estados de equilibrio, por lo que, formalmente, parámetros tales como la temperatura o la propia entropía quedarán definidos únicamente para estados de equilibrio.

*Segunda ley de termodinámica: es imposible

extraer una cantidad de calor QH de un foco

caliente, y usarla toda ella para producir

trabajo. Alguna cantidad de calor QC debe ser

expulsada a un foco frío. Esto se opone a un

motor térmico perfecto.

*A veces se denomina la "primera forma" de la

segunda ley, y es conocida como el enunciado

de la segunda ley de Kelvin-Planck.

*BIOGRAFIA

*http://e-

learning.cecar.edu.co/modulos/Ciencias%20nat

urales%20y%20Educaci%C3%B3n%20Ambiental/6

%20SEMESTRE/FISICOQUIMICA/index.html#p=96

*GRACIAS