{"id":21,"date":"2013-06-22T17:30:30","date_gmt":"2013-06-22T17:30:30","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/?page_id=21"},"modified":"2013-09-03T11:40:53","modified_gmt":"2013-09-03T11:40:53","slug":"tema-3","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/programa\/tema-3\/","title":{"rendered":"Tema 3. Termodin\u00e1mica"},"content":{"rendered":"

\u00bfPorqu\u00e9 un frigor\u00edfico es capaz de enfriar los alimentos que contiene? \u00bfCu\u00e1les son las transformaciones que suceden en una planta nuclear? \u00bfC\u00f3mo funciona el motor de un coche? \u00bfQu\u00e9 sucede con la energ\u00eda cin\u00e9tica de un cuerpo si \u00e9ste se frena hasta el reposo? Las leyes de la termodin\u00e1mica proporcionan explicaciones a estos y otros fen\u00f3menos. La Termodin\u00e1mica<\/strong> es la parte de la f\u00edsica que trata la descripci\u00f3n de los fen\u00f3menos relacionados con el calor y la temperatura a nivel macrosc\u00f3pico. Su objetivo es el estudio de la temperatura, el calor y el intercambio de energ\u00eda.<\/p>\n

Este bloque se inicia con la definici\u00f3n del concepto de temperatura<\/strong> y de equilibrio t\u00e9rmico<\/strong>, lo que nos conduce al principio cero de la termodin\u00e1mica<\/strong>. A partir de la definici\u00f3n de temperatura, se discuten algunas magnitudes termom\u00e9tricas<\/strong> cuya variaci\u00f3n se correlaciona con un cambio en la temperatura (term\u00f3metros y escalas de temperatura). As\u00ed se establece que el calor es la energ\u00eda transferida entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su entorno debido a la diferencia de temperaturas entre ambos. La Termodin\u00e1mica establece que el flujo de calor se produce desde el sistema de mayor temperatura al de menor hasta alcanzar el equilibrio t\u00e9rmico (y jam\u00e1s en el sentido inverso).<\/p>\n

Una cuesti\u00f3n importante en ingenier\u00eda civil que se aborda a continuaci\u00f3n es el fen\u00f3meno de la dilataci\u00f3n t\u00e9rmica<\/strong>. Este hecho se debe tener en cuenta, por ejemplo, en los puentes donde es usual utilizar juntas<\/strong> de dilataci\u00f3n<\/strong> para evitar o minimizar los esfuerzos<\/strong> de origen<\/strong> t\u00e9rmico<\/strong>. Aqu\u00ed, adem\u00e1s, se pone \u00e9nfasis en el comportamiento an\u00f3malo del agua en el rango de temperaturas que va de 0 \u00baC a 4 \u00baC (cosa que provoca, por ejemplo, la aparici\u00f3n de placas de hielo en las carreteras cuando la temperatura se encuentra alrededor de los 4 \u00baC). A continuaci\u00f3n, por tener tambi\u00e9n mucho inter\u00e9s en la ingenier\u00eda, se analizan los fen\u00f3menos de la propagaci\u00f3n del calor focalizando su estudio al mecanismo de conducci\u00f3n. Es un caso de f\u00edsica aplicada a la construcci\u00f3n donde se debe tener en cuenta el correcto aislamiento t\u00e9rmico<\/strong> de los edificios para cumplir con la eficiencia energ\u00e9tica que marca el c\u00f3digo t\u00e9cnico de la edificaci\u00f3n<\/strong>. La ley de Fourier<\/strong> para una pared plano-paralela relaciona el flujo de calor que se establece en el r\u00e9gimen estacionario y se puede deducir la correspondiente ley para una geometr\u00eda cil\u00edndrica y esf\u00e9rica. Se describe brevemente la transferencia de calor por los mecanismos de convecci\u00f3n<\/strong> y radiaci\u00f3n<\/strong> as\u00ed como sus principales caracter\u00edsticas. Se acaba esta sesi\u00f3n se estudia la capacidad calor\u00edfica, el calor espec\u00edfico y el calor latente de fusi\u00f3n y vaporizaci\u00f3n. Se define la capacidad calor\u00edfica<\/strong> de una sustancia como la energ\u00eda t\u00e9rmica necesaria para aumentar en un grado su temperatura. Se analizan los cambios de fase, cuya principal propiedad es que el cambio de estado de una sustancia se realiza sin variaci\u00f3n de temperatura.<\/p>\n

De acuerdo a lo que nos marca la gu\u00eda de la asignatura<\/a>, el alumnado deber\u00e1 conseguir el aprendizaje de esta primera sesi\u00f3n a trav\u00e9s de 3 horas de docencia presencial (en las que el profesorado desarrollar\u00e1 las diferentes metodolog\u00edas para lograrlo) y 4,5 de trabajo individual del alumnado (con el apoyo de las tutor\u00edas tanto presenciales como virtuales).<\/p>\n

La segunda sesi\u00f3n de este bloque se centra en la definici\u00f3n de los conceptos de sistemas termodin\u00e1micos, ecuaci\u00f3n y variables de estado, procesos termodin\u00e1micos y formulaci\u00f3n del primer principio de la Termodin\u00e1mica. Los sistemas termodin\u00e1micos pueden intercambiar materia y energ\u00eda (no s\u00f3lo calor sino tambi\u00e9n trabajo) desde estos hacia el medio exterior y al rev\u00e9s. Trataremos el trabajo termodin\u00e1mico como transferencia de energ\u00eda entre un sistema y su entorno y se desarrollar\u00e1 a partir de la definici\u00f3n de trabajo mec\u00e1nico. Es decir, como el trabajo que realiza la fuerza debida a la presi\u00f3n de un fluido sobre un \u00e9mbolo m\u00f3vil.<\/p>\n

Teniendo en cuenta las definiciones de la ecuaci\u00f3n y variables de estado se formula el primer principio de la Termodin\u00e1mica<\/strong> que establece que en todo proceso en que se cede calor al sistema y \u00e9ste realiza un trabajo, la energ\u00eda total transferida al sistema es igual al cambio en su energ\u00eda interna. Por tanto, la energ\u00eda interna se introduce a partir del primer principio de la Termodin\u00e1mica relacion\u00e1ndola con los conceptos de calor y trabajo termodin\u00e1mico. A su vez, este principio refleja nada m\u00e1s que el principio de conservaci\u00f3n de la energ\u00eda que pone de manifiesto los resultados de todas las experiencias desarrolladas para relacionar el trabajo realizado por o sobre un sistema termodin\u00e1mico, el calor absorbido o cedido y la energ\u00eda interna del propio sistema. Para finalizar la segunda sesi\u00f3n, se estudian las diferentes transformaciones termodin\u00e1micas reversibles, siendo el sistema termodin\u00e1mico un gas perfecto o ideal. A partir de las capacidades calor\u00edficas molares a presi\u00f3n y volumen constante para gases ideales, se establece la relaci\u00f3n de Mayer<\/strong> y se analizan las diferentes transformaciones termodin\u00e1micas para procesos reversibles en gases ideales.<\/p>\n

De acuerdo a lo que nos marca la gu\u00eda de la asignatura<\/a>, el alumnado deber\u00e1 conseguir el aprendizaje de esta segunda sesi\u00f3n a trav\u00e9s de 3 horas de docencia presencial (en las que el profesorado desarrollar\u00e1 las diferentes metodolog\u00edas para lograrlo) y 4,5 de trabajo individual del alumnado (con el apoyo de las tutor\u00edas tanto presenciales como virtuales).<\/p>\n

La tercera sesi\u00f3n se inicia con la formulaci\u00f3n del segundo principio de la Termodin\u00e1mica<\/strong>, el cual analiza la falta de simetr\u00eda<\/strong> en el sentido de evoluci\u00f3n de los sistemas naturales. Este hecho experimental viene determinado por la entrop\u00eda<\/strong> que establece que un sistema aislado tiende a evolucionar hacia un estado de m\u00e1xima entrop\u00eda hasta conseguir el equilibrio. Continua la sesi\u00f3n con varios enunciados del segundo principio de la Termodin\u00e1mica, el estudio de las m\u00e1quinas t\u00e9rmicas y el rendimiento de m\u00e1quinas t\u00e9rmicas y frigor\u00edficas. Se finaliza esta sesi\u00f3n con el an\u00e1lisis del ciclo de Carnot cuya importancia radica en que determina el rendimiento m\u00e1ximo de cualquier m\u00e1quina t\u00e9rmica que trabaje entre dos focos de temperaturas, y la relaci\u00f3n entre la entrop\u00eda y el segundo principio de la Termodin\u00e1mica.<\/p>\n

De acuerdo a lo que nos marca la gu\u00eda de la asignatura<\/a>, el alumnado deber\u00e1 conseguir el aprendizaje de esta tercera sesi\u00f3n a trav\u00e9s de 3 horas de docencia presencial (en las que el profesorado desarrollar\u00e1 las diferentes metodolog\u00edas para lograrlo) y 4,5 de trabajo individual del alumnado (con el apoyo de las tutor\u00edas tanto presenciales como virtuales).<\/p>\n

Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

    \n
  1. Douglas C. Giancoli, F\u00edsica. Principios con aplicaciones<\/em>, Prentice-Hall Hispano Americana, S. A., 1998 (4\u00aa edici\u00f3n, cap\u00edtulos 13-15) (English version on the web site<\/a>)<\/li>\n
  2. Paul A. Tipler & G. Mosca, F\u00edsica para la ciencia y la tecnolog\u00eda<\/em><\/a> (2 tomos), Editorial Revert\u00e9, 2010 (6\u00aa edici\u00f3n, cap\u00edtulos 18-20) (versi\u00f3 en catal\u00e0<\/a>)<\/li>\n
  3. R. A. Serway & J. W. Jewett, Physics for scientists and engineers with modern physics<\/em>, BROOKS\/COLE CENGAGE Learning, 2010 (8\u00aa edici\u00f3n, cap\u00edtulos 16-18)<\/li>\n
  4. W. E. Gettys, F. J. Keller & M. J. Skove, F\u00edsica cl\u00e1sica y moderna<\/em>, Editorial McGraw-Hill Interamericana de Espa\u00f1a, 1991 (1\u00ba edici\u00f3n, cap\u00edtulos 16, 17 y 19)<\/li>\n
  5. S. Burbano, E. Burbano y C. Gracia, Problemas de f\u00edsica<\/em>, Editorial T\u00e9bar, 2004<\/li>\n
  6. F. A. Gonz\u00e1lez, La f\u00edsica en problemas<\/em>, Editorial T\u00e9bar, 2000<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    \u00bfPorqu\u00e9 un frigor\u00edfico es capaz de enfriar los alimentos que contiene? \u00bfCu\u00e1les son las transformaciones que suceden en una planta nuclear? \u00bfC\u00f3mo funciona el motor de un coche? \u00bfQu\u00e9 sucede con la energ\u00eda cin\u00e9tica de un cuerpo si \u00e9ste se … Continue reading →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2285,"featured_media":0,"parent":11,"menu_order":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-21","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2285"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21"}],"version-history":[{"count":20,"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":130,"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/21\/revisions\/130"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/11"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.ua.es\/ffic\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}