¿Qué es la termodinámica?

La termodinámica es una rama de la física relacionada con el calor y la temperatura y su relación con la energía y el trabajo. Como Puneet Jain, Owen Zhang y Ankesh Kumar Singh ya lo han explicado de una manera muy agradable, me gustaría tocar diferentes aspectos del tema.

La termodinámica se distingue de todas las demás disciplinas en física como la única disciplina en la que podemos entender las leyes fundamentales de forma intuitiva. La termodinámica puede explicar más cosas sobre el mundo que nos rodea que todas las demás teorías físicas. Por ejemplo-

  • ¿Por qué el calor fluye de cuerpos calientes a fríos?
  • ¿Por qué el aire se vuelve más delgado y frío en altitudes más altas?
  • ¿Por qué el Sol se ve amarillo mientras que las estrellas más frías se ven rojas y las estrellas más calientes se ven de color blanco azulado?
  • ¿Por qué es imposible medir una temperatura por debajo de -273 * C?
  • ¿Por qué hay una máxima eficiencia teórica de una unidad de generación de energía que nunca se puede superar sin importar el diseño?
  • ¿Por qué las estrellas de alta masa deben colapsar finalmente para formar agujeros negros?
  • ¿Cómo ha cambiado la evolución humana con el tiempo? ….y mucho más.

La termodinámica es una disciplina con un rango de aplicación excepcionalmente amplio. Sería bastante difícil definir ‘máquina de movimiento perpetuo’ (un término termodinámico) para un biólogo. En un intento por recuperar el orgullo perdido, él / ella podría pedir la definición de un “ser vivo”.

Suponiendo que usted es un estudiante de termodinámica sin una idea previa de la biología, lo más probable es que vaya así:

” Una disposición de subsistemas diferenciados que se esfuerzan por realizar un trabajo complejo a través de una serie de funciones independientes durante un período finito de tiempo mientras se mantiene un estado de baja entropía ”.

¡Esa es la belleza de la termodinámica! Nunca te quedas sin palabras.

Lea estos artículos y enamórese de ‘Termodinámica‘:

  • La segunda ley de la termodinámica.
  • Física desagradable – Parte 3: “Cómo la segunda ley de la termodinámica está cambiando tu fe”
  • https://www.aps.org/units/fed/ne…
  • Termodinámica del infierno

“La termodinámica es un tema divertido. La primera vez que lo revisas, no lo entiendes en absoluto. La segunda vez que lo atraviesas, crees que lo entiendes, excepto por uno o dos pequeños puntos. La tercera vez si lo entiendes, sabes que no lo entiendes, pero para entonces estás tan acostumbrado que ya no te molesta “. Arnold Sommerfield

De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, se supone que debes compartir tu calor conmigo.

¿Alguna vez has probado esta línea de recogida? 😛

¿Qué es la termodinámica?

La termodinámica es la ciencia de la transferencia de energía y el efecto de su transferencia sobre las propiedades físicas de las sustancias. Se basa en observaciones de experimentos comunes que se han formulado en leyes. Las aplicaciones de la termodinámica se encuentran en todos los campos, incluidos, entre otros, centrales eléctricas, motores de circuitos integrados, refrigeradores, aires acondicionados y celdas de combustible. Todos estos dispositivos hacen uso del calor para lograr un trabajo útil y viceversa. Un sistema termodinámico se define como una región en el espacio sobre la cual se enfoca la atención. El sistema está separado de su entorno por un límite que clasifica el sistema en i. Sistema cerrado; donde solo tiene lugar la transferencia de energía ii. Sistema abierto; donde tiene lugar la transferencia de masa y energía. iii) Sistema aislado; donde no se realiza la transferencia. La mayoría de los sistemas de termodinámica son sistemas abiertos. Al analizar dichos sistemas, la atención se centra en un cierto volumen dentro del sistema conocido como volumen de control. La superficie que limita esta superficie se llama superficie de control. Cada sistema tiene ciertas características por las cuales se puede describir su condición física. ej .: volumen, temperatura, presión, etc. Estas características se denominan propiedades del sistema. Cuando todas las propiedades del sistema tienen valores definidos, se dice que el sistema existe en un estado definido. Las propiedades son las coordenadas para describir el estado del sistema. Cualquier operación en la que una o más de las propiedades del sistema cambian se denomina cambio de estado. Cuando la ruta durante un cambio de estado se especifica por completo, el cambio de estado se denomina proceso. Por ejemplo: un proceso de presión constante. Un ciclo se define como una serie de cambios de estado de modo que el estado final sea idéntico al estado inicial. Ahora, todos sabemos que la materia está compuesta de moléculas y, a su vez, de átomos. Por ejemplo: 1 mm3 de aire en STP contiene 10¹⁶ moléculas cada una de las cuales tiene una posición y velocidad. Esta posición y velocidad generalmente no son útiles para determinar cómo actuarán los sistemas macroscópicos. Por lo tanto, descuidamos el hecho de que la materia real está compuesta de átomos y más bien consideramos que está hecha de una descripción continua de la materia donde las propiedades de la materia se consideran como una función continua de variables espaciales como el volumen, la presión y la temperatura. Este es el concepto de continuo. Se dice que el equilibrio termodinámico existe en un estado en el que no se observa ningún cambio en ninguna propiedad macroscópica, cuando el sistema está aislado de su entorno. Hay tres tipos de equilibrio que deben satisfacerse para que un sistema esté en equilibrio termodinámico. yo. Equilibrio mecánico que se traduce en la ausencia de cualquier fuerza desequilibrada dentro del sistema y también entre el sistema y sus alrededores. ii) Equilibrio químico: que no requiere reacción química o transferencia de materia de una parte del sistema a otra y dura iii. Equilibrio térmico: que no requiere un cambio espontáneo en la propiedad del sistema si está separado de su entorno. Cuando un cuerpo A está en equilibrio térmico con un cuerpo B y también por separado con el cuerpo C, entonces B y C estarán en equilibrio térmico entre sí. Esta es la ley cero de la termodinámica. Es la base de la medición de temperatura, que es una propiedad distinta de un sistema termodinámico y se mide usando un termómetro seleccionando un cuerpo de referencia teniendo en cuenta una cierta propiedad que cambia con la temperatura. Un ejemplo común es un termómetro de mercurio en vidrio que usa la longitud para indicar la temperatura. Un sistema cerrado y sus alrededores pueden interactuar de dos maneras: (i) por transferencia de trabajo y (ii) por transferencia de calor, ambos fenómenos de límites. El calor y el trabajo no son propiedades del sistema y, por lo tanto, no pueden almacenarse. Ambas son funciones de ruta. es decir, la magnitud del calor o la transferencia de trabajo depende de la ruta que sigue el sistema durante el cambio de estado. La transferencia de calor es la transferencia de energía debido solo a la diferencia de temperatura. Todas las demás transferencias de energía pueden denominarse transferencia de trabajo. La primera ley de la termodinámica es esencialmente la ley de conservación de la energía, pero como la necesitamos en términos de termodinámica, puede expresarse bajo dos elementos: (a) Primera ley para un sistema cerrado que experimenta un ciclo en el que la integral cíclica del trabajo realizado es siempre proporcional a la integral cíclica del calor transferido. La constante de proporcionalidad se llama el equivalente de Joule. (b) Primera ley para un sistema cerrado en proceso de cambio de estado. cuando se realiza calor o trabajo en un sistema que resulta en un cambio de estado, la transferencia de energía neta se almacena en el sistema. Esta energía denominada “energía interna” es la diferencia entre el trabajo realizado y el calor rechazado por el sistema. La principal aplicación de la primera ley de la termodinámica es analizar el flujo de masa a través del sistema abierto que se realiza mediante la clásica ecuación de energía de flujo constante.

La termodinámica es en realidad el intercambio de energía y sus efectos sobre las propiedades.

Por ejemplo:

Digamos que tienes una masa corporal de 56 kg y te sientas en casa durante 2 semanas y no haces ejercicio y comes, comes y comes. Sabes muy bien lo que sucederá.
Sí, ganarás masa. ¿Pero por qué? En realidad es termodinámica. Al comer alimentos, ingieres energía y desarrollas grasas en tu cuerpo también sin hacer ningún trabajo o decir ejercicio y, por lo tanto, ganas masa (es decir, un cambio en las propiedades).

¿Cuál es el objetivo de la termodinámica?

Su objetivo básico es convertir la forma desorganizada de energía que es el calor en una forma organizada de energía que es el trabajo .

La energía está disponible a tu alrededor. En realidad, está desorganizado y esa es la razón por la que decimos que la entropía neta del universo está aumentando.

Y así, la termodinámica juega su papel aquí al convertir esta forma desorganizada de energía en una forma organizada de energía, es decir, trabajo mediante el cual podemos operar varias máquinas como bombas, etc.

Solo un enfoque fenomenológico de la Energía: todas las formas, conocidas y desconocidas.
La termodinámica de ingeniería se ha limitado a la termoestadística y ha omitido la termocinética (¿no linealidad?). Nuevamente, la termodinámica (propuesta por Prigogine llamada termodinámica irreversible) se limita a la reciprocidad bajo el supuesto de reversibilidad microscópica: encuentra una amplia aplicación en termodinámica química. Hasta el día de hoy, las ecuaciones conservadoras que conducen a la solución de problemas de ingeniería no han incluido una para Entropía, con el pretexto de que no está “conservada”. Sin embargo, su no inclusión puede resultar en una ‘solución’ que puede tener sentido pero poco práctica o sin valor.

¿A qué se debe su (des) popularidad? Entropía (!), La extensa contraparte de la temperatura que define el “calor” y hace que los estudiantes suden.
Como una rama de la física, la termodinámica se deriva de (si se pasa por alto el enfoque axiomático) la mecánica estadística que puede arrojar luz sobre la entropía como una propiedad en sí misma, desmitifica el atributo ‘similar al tiempo’ de la entropía, incluso vinculándolo con la teoría de la información (Entropía del tipo matemático).
Para aquellos interesados ​​en su Física, recomendaría el Manual de Física Teórica, traducido del alemán.

La termodinámica es el estudio de la transformación de la energía de una forma a otra. Generalmente se basa en cantidades macroscópicas como el volumen, la presión y la temperatura de un sistema dado.

La termodinámica es un enfoque teórico hermoso e inmensamente poderoso para comprender y cuantificar las transformaciones de energía y materia. Es un tema central en Química Física y una comprensión sólida de la termodinámica es prácticamente esencial para cualquier rama de la física, la química física, la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica y la ingeniería química.

No es un tema que simplemente puedas aprender una vez e inmediatamente dominar (¡al menos no para mí!). He enseñado termo de pregrado y pregrado durante 20 años y todavía estoy sorprendido por sus sutilezas.

Hay tres leyes de termodinámica.

La Primera Ley es simplemente una declaración de contabilidad, que la energía total del sistema + ambiente se conserva. Más precisamente, dice que para cambiar la energía total de un sistema, usted necesita trabajar, agregar calor o cambiar el tamaño del sistema:

[matemáticas] dU = \ delta q + \ delta w = TdS – pdV + \ mu dN [/ matemáticas]

Tenga en cuenta que + antes de [math] \ delta w [/ math] denota el trabajo realizado en el sistema en lugar del trabajo realizado por el sistema. Diferentes textos y autores usan + o – y debes estar al tanto de esto … especialmente porque los profesores como yo tienden a incluir este tema en las preguntas del examen. ¡La alternativa es pensar siempre en la respuesta que acabas de calcular!

La segunda ley se refiere a una cantidad llamada entropía . Este es probablemente el concepto más confuso en termodinámica. En términos generales, establece que la entropía total nunca puede disminuir con el tiempo para un sistema aislado. Matemáticamente, podemos ver en la primera ley, que para un sistema aislado a volumen constante, tenemos que [matemáticas] \ delta q = TdS [/ matemáticas], es decir, que [matemáticas] S = \ delta q / T [/ matemáticas ] Es decir que el cambio en la entropía (en la const. V) para un proceso reversible es el calor agregado al sistema dividido por la temperatura a la cual se agrega. Esto puede generalizarse a procesos irreversibles (desigualdad de Clausius), es decir, para un proceso cíclico.

[matemáticas] \ oint \ frac {dq} {T} \ le 0 [/ matemáticas]

La igualdad es válida para un proceso reversible ya que S es una función de estado y los cambios en S dependen solo del estado inicial y final y no de la ruta. Tenga en cuenta que la Segunda Ley también define (precisamente) la temperatura de un sistema como

[matemáticas] T = \ izquierda (\ frac {\ parcial U} {\ parcial S} \ derecha) _ {V, N} [/ matemática]

La Tercera Ley a menudo se afirma que para un sistema en equilibrio, la entropía de un cristal perfecto a cero absoluto de temperatura es exactamente cero. Esta declaración (como la Segunda Ley) ha sido revisada y revisada en los últimos 150 años.

Primero rompamos la palabra en sí.

Thermo + dinámica, Thermo es una palabra griega derivada del calor y la dinámica es el estudio del movimiento.

Entonces, literalmente, significa movimiento de calor.

El calor se usa para referir energía. Dado que la forma más común y fácil de entender la energía es en forma de calor.

Entonces, ¿por qué es dinámica? … Bueno, como en la mecánica clásica cuando estudiamos el movimiento de cualquier objeto macroscópico, consideramos cosas como. Desplazamiento, velocidad, aceleración y cómo estas cosas están relacionadas entre sí. Teniendo en cuenta estos factores, hacemos una imagen completa del objeto en movimiento.

De la misma manera, cuando estudiamos termodinámica, nos preocupa el flujo de calor, y los factores que rigen el flujo de calor son: presión, temperatura, volumen. Cómo estas cosas juntas crean una imagen del flujo de energía en una observación dada.

Esta es solo una definición general, el núcleo de la termodinámica se encuentra en sus 3 leyes.

  1. Ley 0: si la temperatura de A es igual a B y B es igual a C, entonces la temperatura de A es igual a C.
  2. Primera ley: la energía total del sistema viene dada por: [matemática] E = U + P \ Delta {V} [/ matemática] donde [matemática] E [/ matemática] es la energía total del sistema [matemática] U [/ matemática] es la energía interna del sistema y [matemática] P \ Delta {V} [/ matemática] es el trabajo realizado ([matemática] P [/ matemática] y [matemática] \ Delta {V} [/ matemática] son ​​presión aplicada y cambio de Volumen respectivamente), esta ley es una extensión de la Ley de Conservación de Energía.
  3. Segunda ley: la entropía (aleatoriedad de la distribución de energía) siempre aumenta o permanece constante, otra afirmación para esta ley es que el flujo de calor siempre es de mayor energía a menor energía sin que el proceso sea 100% eficiente, es decir, la entrada nunca es = salida, entrada siempre es> Salida.

Por último, la termodinámica solo es aplicable en el mundo macroscópico y falla en microscópico. Para esto ahora tenemos física estadística.

En realidad, fue la época de Lord Kelvin (Era Victoriana) cuando la termodinámica tiene importancia y fascinación con lo que tenemos hoy para la Mecánica Cuántica y la Relatividad.

Espero que ayude … ¡Gracias!

  1. Probablemente debería haber buscado primero en Google la respuesta a esta pregunta.
  2. Te lo pido, por favor no hagas tales preguntas antes de buscarlo en Google. Buscar en Google podría haber sido suficiente.
  3. La respuesta de Gashtyar Akram a ¿Qué es algo que hay que decir?

Respuesta corta:

Sencillo !

Respuesta un poco más larga:

Termodinámica = thermes + dinámica

Thermes = Anteriormente se pensaba que las calorías se llamaban fluidos sin masa, pero luego se entendía que eran una forma de energía llamada calor llamado que existe en virtud de la temperatura del cuerpo.

Dinámica = estudio del movimiento junto con su causa (fuerza), aquí en este caso es la temperatura.

Por lo tanto, todo se reduce a la definición:

“Estudio del movimiento del calor ( energía) junto con su causa (la temperatura)”

Ahora no pregunte, la temperatura es tempratura y no fuerza, lo que quise decir es que también se estudia junto con su efecto.

Tome la manera más fácil de entender, no entre en complicaciones.

Gracias !

Bienvenidos !;)

Termodinámica = Thermo + dinámico

Thermo = calor y dinámica = movimiento

Una rama de la ciencia que se ocupa del estudio del movimiento del calor y su transformación se conoce como termodinámica .

También debemos saber que hay diferencia entre mecánica y termodinámica. Al igual que en mecánica, estudiamos el movimiento de partículas o cuerpos bajo la acción de fuerzas y torque, mientras que en termodinámica no nos preocupa el movimiento del sistema en su conjunto, sino que estudiamos los cambios en el estado macroscópico interno del sistema, como la presión, el volumen , temperatura etc.

Espero que esto te ayude 🙂

La termodinámica es una rama de las ciencias naturales relacionadas con el calor y su relación con la energía y el trabajo. Define variables macroscópicas (como temperatura, energía interna, entropía y presión) que caracterizan los materiales y la radiación, y explica cómo se relacionan y qué leyes cambian con el tiempo. La termodinámica describe el comportamiento promedio de un gran número de componentes microscópicos, y sus leyes pueden derivarse de la mecánica estadística.

La termodinámica se aplica a una amplia variedad de temas de ciencia e ingeniería, como motores, transiciones de fase, reacciones químicas, fenómenos de transporte e incluso agujeros negros. Los resultados de los cálculos termodinámicos son esenciales para otros campos de la física y para la química, la ingeniería química, la ingeniería aeroespacial, la ingeniería mecánica, la biología celular, la ingeniería biomédica y la ciencia de los materiales, y útiles en otros campos como la economía.

Termo – CALOR

Dinámica – FUERZA …

La termodinámica es el tema básico que describe las leyes que rigen la ocurrencia de procesos físicos asociados con la transferencia de energía y también establece una relación entre las diferentes propiedades físicas asociadas con estos procesos.

Puedes pensar en la termodinámica como la base totalmente apoyada por los pilares que son las Leyes de la Naturaleza.

La termodinámica es realmente importante no porque sea un tema que establezca un límite sobre las funcionalidades o procesos, sino que explique LO QUE NO DEBE HACER.

Y qué no hacer es más importante que qué hacer …

……

Espero que esto sea útil.

física relacionada con el calor y la temperatura y su relación con la energía y el trabajo.

El comportamiento de estas cantidades se rige por las cuatro leyes de la termodinámica, independientemente de la composición o las propiedades específicas del material o sistema en cuestión.

Las leyes de la termodinámica se explican en términos de componentes microscópicos por la mecánica estadística.

La termodinámica se aplica a una amplia variedad de temas en ciencia e ingeniería, especialmente química física, ingeniería química e ingeniería mecánica.

La termodinámica es un término griego
Therm = calor
Dinámico = Fuerza

La termodinámica es un tema fundamental que describe
1. leyes básicas que rigen la ocurrencia de procesos físicos asociados con la transferencia / transformación de energía
2. Relación entre todas las propiedades físicas que se ven afectadas por estos procesos.

Clasificación:
1. Macroscópico (termodinámica clásica)
2.microscópico (termodinámica estadística)

La rama de la física que estudia la relación del calor y la energía mecánica y la conversión, en varios materiales, de uno a otro.
http://en.docsity.com/answers/59

(Página en Bu)

“La termodinámica es el estudio de sistemas que involucran energía
en forma de calor y trabajo “.

Tengo un punto de vista extraño hacia la termodinámica: es un tema del motor térmico. Esta visión se ajusta perfectamente a las características de la termodinámica: es empírica y práctica.

La termodinámica se basa en cuatro leyes de la termodinámica. Comenzamos en la segunda ley , que tiene tres declaraciones equivalentes:

  1. Es imposible convertir todo el calor del depósito caliente en el trabajo, es decir, no hay un motor perfecto
  2. Es imposible convertir el calor del depósito frío en el depósito caliente sin realizar ningún trabajo, es decir, no hay un refrigerador perfecto.
  3. Existe una entropía de función de estado no decreciente, que es una medida de reversibilidad de los procesos termodinámicos, y la cantidad de trabajo perdido .

Obviamente están muy relacionados con los motores térmicos. A continuación, llegamos al zeroth y las primeras leyes. La ley zeroth nos permite definir una temperatura termodinámica de función de estado, y la primera ley nos dice que la energía siempre se conserva. ¡Son muy importantes tanto conceptual como prácticamente (puedes ver cómo calculamos la eficiencia de un motor térmico) cuando los chicos inventan nuevos motores!

Finalmente, vamos a la tercera ley:

La entropía asociada con cualquier proceso se acerca a cero cuando la temperatura se acerca a cero.

Esta afirmación se refiere a la entropía, que está estrechamente relacionada con la reversibilidad, a muy baja temperatura. No sé si podemos desarrollar un motor térmico o un sistema similar a un motor a muy baja temperatura ahora y cuál es su utilidad, pero estoy bastante seguro de que la tercera ley importa cuando hacemos tales desarrollos.

Después de todo, estas ideas pueden no ser geniales, pero solo quiero compartir cómo veo este tema.

La termodinámica tiene que ver con la energía y sus características. Esto significa que la termodinámica

se rige por cuatro reglas básicas que tienen su función específica para explicar este concepto amplio. La termodinámica se relaciona principalmente con la energía térmica.

La termodinámica se ocupa del estudio de la materia relacionada con el calor en movimiento.

Termodinámica compuesta de dos palabras griegas:

1) termo significa calor o calor

2) dinámica que significa poder o poder

En resumen, la termodinámica significa cualquier cosa relacionada con el calor en condiciones de equilibrio.

Es la ciencia de la transferencia de energía y su efecto sobre las propiedades del sistema.
El objetivo principal del estudio termodinámico es convertir la forma desorganizada de energía (calor) en forma organizada de energía (trabajo) de manera eficiente.

Todo lo que sabemos sobre termodinámica es fundamentalmente incorrecto.

Calor y entropía por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicada

Superando la segunda ley de la termodinámica por David Wrixon EurIng sobre la gravedad cuántica explicada

Definiendo los conceptos de energía por David Wrixon EurIng en la gravedad cuántica explicada

La termodinámica es la rama de la física que se ocupa de las relaciones entre el calor y otras formas de energía. En particular, describe cómo se convierte la energía térmica hacia y desde otras formas de energía y cómo afecta a la materia.