1. Energía y sus formas:
* Energía: La capacidad de trabajar o producir calor. Existe en varias formas, incluidas:
* Energía interna (U): La energía total almacenada dentro de un sistema. Explica la energía cinética de las moléculas (movimiento) y la energía potencial (debido a las fuerzas entre las moléculas).
* Heat (Q): La transferencia de energía térmica entre objetos a diferentes temperaturas.
* trabajo (w): Energía transferida por una fuerza que actúa a distancia.
* Primera ley de la termodinámica: La energía no se puede crear o destruir, solo transformada de una forma a otra. En términos matemáticos:ΔU =Q - W
* ΔU es el cambio en la energía interna.
* Q es el calor agregado al sistema.
* W es el trabajo realizado por el sistema.
2. Transferencia de temperatura y calor:
* Temperatura: Una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia. Es una forma de cuantificar el "calor" o la "frialdad".
* Transferencia de calor: El movimiento de la energía térmica de un objeto más caliente a uno más frío. Los mecanismos primarios son:
* Conducción: Transferencia de calor a través del contacto directo entre objetos.
* Convección: Transferencia de calor a través del movimiento de fluidos (líquidos y gases).
* Radiación: Transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas (como la luz solar).
3. Estados de la materia y cambios de fase:
* estados de la materia: Los sólidos, los líquidos y los gases se definen por su disposición molecular y movimiento.
* Cambios de fase: Transiciones entre estados de materia, que requieren entrada o liberación de energía:
* Melting: Sólido a líquido (requiere entrada de energía).
* congelación: Líquido a sólido (libera energía).
* vaporización/ebullición: Líquido a gas (requiere entrada de energía).
* condensación: Gas a líquido (libera energía).
* sublimación: Sólido a gas (requiere entrada de energía).
* Deposición: Gas a sólido (libera energía).
4. Entropía y la segunda ley de la termodinámica:
* entropía (s): Una medida de desorden o aleatoriedad en un sistema. La entropía siempre aumenta en un sistema aislado.
* Segunda ley de la termodinámica: En cualquier proceso espontáneo, la entropía total del universo siempre aumenta. Esto significa que los sistemas tienden a avanzar hacia un estado más desordenado.
5. Entalpía (h) y gibbs energía libre (g):
* Entalpía: Una medida de la energía total de un sistema, incluida la energía interna y la energía asociada con la presión y el volumen.
* Gibbs Free Energy: Un potencial termodinámico que combina entalpía y entropía, que predice la espontaneidad de un proceso.
6. Conceptos clave:
* Sistema: La parte del universo que se está estudiando.
* entorno: Todo fuera del sistema.
* Variables de estado: Propiedades que describen el estado de un sistema (por ejemplo, presión, volumen, temperatura).
* Equilibrio: Un estado en el que el sistema no está experimentando ningún cambio neto.
Aplicaciones prácticas:
La termodinámica es fundamental para muchos campos, que incluyen:
* Ingeniería: Diseño de motores, centrales eléctricas y sistemas de refrigeración.
* Química: Comprender las reacciones químicas y sus cambios de energía.
* biología: Estudiar cómo los organismos vivos utilizan la energía.
* Ciencia climática: Predecir los efectos del calentamiento global y otros cambios climáticos.
puntos clave para recordar:
* La termodinámica se ocupa de la transferencia de energía y la transformación.
* Las leyes de la termodinámica son fundamentales para comprender cómo funciona el universo.
* La termodinámica tiene muchas aplicaciones prácticas en varios campos.
