Ley cero de la
termodinámica
Trabajo complementario de
Martín Jaramillo Leyton
Ley cero de la Termodinámica

También conocida como el principio de
conservación de energía que se expresa
de la siguiente manera :si un sistema A
está en equilibrio térmico con un sistema
B, y éste sistema B está en equilibrio
térmico con otro sistema C, entonces los
sistemas A y C están en equilibrio térmico.
ejemplo
Una persona está expuesta a varios tipos
de propagación de calor, éstas se
combinan y se establece un equilibrio
térmico con la persona hasta que su
temperatura sea igual a la ambiental.

El calor, es una forma de energía .Su
unidad en el sistema S.I es el Joule.
Otra unidad utilizada es la Caloría de calor
(cal), que no debe confundirse con la
caloría alimenticia (Cal).
1 cal = 4.18 Joule.
1Cal= 1000cal= 1kcal
Calor específico


(capacidad calorífica) específica de una
sustancia, es la cantidad de calor
requerida para elevar la temperatura de
una unidad de masa de la sustancia en 1
grado.

Si Δ Q, es la cantidad de calor requerido
para producir un cambio en la temperatura
Δ T en una masa m de sustancia,
entonces:

Calor específico = c =

entonces
CAPACIDAD CALORÍFICA

(equivalente de agua) de un cuerpo es la
cantidad de calor requerida para elevar la
temperatura de dicho cuerpo en un grado.
De acuerdo a esta definición, la capacidad
calorífica de un cuerpo de masa “m” y
calor especifico “c” es “mc”
EL CALOR GANADO O PERDIDO
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por un cuerpo de masa “,m” y calor
específico “c”, cuya fase no está
cambiando, se debe a un cambio de
temperatura “ Δ T", esta dado por la
relación:
ΔQ
mc Δ T
EL CALOR DE FUSIÓN (Hf)
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un sólido cristalino es la cantidad de calor
requerido para fundir una unidad de masa
de éste a temperatura constante. Esto
también equivale a la cantidad de calor
emitido por la unidad de masa del sólido
cuando se cristaliza a la misma
temperatura. El calor de fusión del agua a
0a.C. es aproximadamente 335kJ/kg o 80
cal/gr.
EL CALOR DE VAPORIZACIÓN
(Vd.)
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un líquido es la cantidad de calor
requerido para vaporizar una unidad de
masa de éste, a una temperatura
constante. Para el agua a 100º C, Vd.
Corresponde aproximadamente a 2,26
MJ/Kg. o 540 cal/gr.

Equilibrio termodinámico: Un sistema que
no tiene interacción con el medio está en
equilibrio termodinámico cuando no se
observa ningún cambio en sus propiedades
termodinámicas a lo largo del tiempo.
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Equilibrio térmico: Decimos que dos o más sistemas se
encuentran en equilibrio térmico cuando al estar en contacto
entre si, pero aislados del medio, sus propiedades se
estabilizan en valores que no cambian con el tiempo.
Formas de trasferencia de calor
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Convección

Conducción
convección
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La convección tiene lugar cuando áreas de
fluido caliente (de menor densidad) ascienden
hacia las regiones de fluido frío. Cuando
ocurre esto, el fluido frío (de mayor densidad)
desciende y ocupa el lugar del fluido caliente
que ascendió. Este ciclo da lugar a una
continua circulación (corrientes convectivas)
del calor hacia las regiones frías.
conducción
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La conducción es el transporte de calor a
través de una sustancia y tiene lugar cuando
se ponen en contacto dos objetos a diferentes
temperaturas. El calor fluye desde el objeto
que está a mayor temperatura hasta el de
menor temperatura. La conducción continúa
hasta que los dos objetos alcanzan la misma
temperatura (equilibrio térmico).
Leyes de termodinámica
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Resumen de las leyes:
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La primera ley de la termodinámica En síntesis, es el
principio de conservación de la energía: La energía ni se crea
ni se destruye.
La segunda ley de la termodinámica postula, en líneas
generales, que las diferencias entre un sistema y sus
alrededores tienden a igualarse. Es decir, las diferencias de
presión, densidad y particularmente, las diferencias de
temperatura tienden a igualarse con sus alrededores. Esta
segunda ley también indica, en su definición de Clausius, que
es imposible que un sistema a menor temperatura transmita
esta a otro sistema con mayor temperatura.
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La tercera ley de la termodinámica: en términos simples,
indica que la entropía (esto es, nivel de desorden de un
sistema) de una sustancia pura en el cero absoluto es cero. Es
decir, explicado con un ejemplo, los átomos y moléculas de un
objeto en el cero absoluto (0º K o −273,15 ° C) tendrían el
menor movimiento posible. No estarían completamente en
reposo, pero no podrían perder más energía de movimiento,
con lo que no podrían transferir calor a otro objeto.
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cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la
energía, es una de las más sólidas y universales de las leyes
de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia.
EJEMPLOS
historia
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La termodinámica, como concepto en física,
nace a principios del siglo XIX. No obstante, ya
en 1641, el Duque de Toscana, fundador de la
Academia Florentina de los Experimentos,
aprovechando la entonces emergente
tecnología de tubos capilares de vidrio, introdujo
el termómetro de bulbo con alcohol y capilar
sellado, prácticamente como los usados hoy, y
es en esa época cuando se empieza a distinguir
entre temperatura (estado térmico) y calor (flujo
de energía térmica).
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Más tarde, a mediados del XVII, el científico
inglés Robert Boyle constató que, los gases
encerrados a temperatura ambiente, el producto
de la presión por el volumen permanecía
constante, y también, que la temperatura de
ebullición disminuirá con la presión.
Paralelamente se empezaron a desarrollar
aplicaciones técnicas de la energía térmica. Y
no fue hasta finales del Siglo XVII cuando se
empezó a utilizar el vapor de agua para mover
las bombas de achique de las minas de carbón
en Inglaterra.
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Se puede afirmar, como una gran síntesis
que la termodinámica trató de unificar la
explicación de las diferentes fuerzas
introducidas en los procesos mecánicos,
eléctricos, químicos, térmicos y
magnéticos.
Elementos comunes ley cero
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Algunas de las más conocidas aplicaciones de
esta rama de la física son:
Los refrigeradores.
Los motores. Estos se interpretan gracias a la
primera ley.
Globos sostenidos por gases (helio, por
ejemplo).
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Además de estos usos, la termodinámica está relacionada
con una multitud de aplicaciones, como el secado de
cereales, la refrigeración de alimentos, la producción de
inoculantes para cultivos agrícolas, la producción de hongos
comestibles, la fabricación de circuitos integrados, la
refrigeración de componentes de computadoras, la
fabricación de energía nuclear, etc.
Sin duda alguna podemos afirmar que procesos históricos
como la revolución industrial, avances científicos y
tecnológicos tan relevantes como la fabricación de
electricidad o la era de la computación no habrían sido
posibles sin nuestros conocimientos y manejo de la
termodinámica.
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