Universidad Nacional Autonoma de México

Universidad Nacional Autonoma de México

Buscar este blog

martes, 27 de abril de 2010

Hola!!! Bueno espero que les resulte interesante mi blog y mmm chequen las entradas anteriores, ademas de que en la barra de videos aparecen constantemente videos de fisica de todos los temas por alguna duda que tengan de alguno de los temas.... y cualquier comentario sera bien recibido...Biië!!! 

Nota: esperen tantito en lo que carga para que lo puedan ver bien ^-^!

Optica y movimiento ondulatorio

Onda



Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío.


Ondas transversales
En ellas la energia se propaga de manera perpedicular al movimiento

Ondas longitudinales
La energia se propaga de manera paralela al movimiento

En la imagen observamos una onda longitudinal arriba y una transversal abajo.

Onda trepidatoria
Es la onda transversal que va hacia arriba y hacia abajo


Onda oscilatoria
Es la onda transversal que va de un lado a otro

Ondas mecanicas
Requieren un medio para propagarse

Ondas no mecanicas
No requieren un medio para propagarse


Cresta
Es el frente de la onda de amplitud positiva


Valle
Es el frente de la onda, de amplitud negativa

Longitud de onda
Es la distancia que recorre la onda durante un periodo T, siendo v la velocidad de propagacion de la onda y f su frecuencia. Es la distancia entre dos crestas o dos valles sucesivos, si B esta en la parte superiror que corresponde a la primera cresta; se encuentra en la parte superior que corresponde a la segunda cresta.

Periodo
Es el tiempo en el que el cuerpo tarda en realizar una oscilacion completa

Frecuencia
Es el numero de oscilaciones completas por segundo que efectua un cuerpo. La frecuencia angular es igual W= 2(3.1416)/T.

Velocidad de propagacion
Se puede conocer midiendo el tiempo t transcurrido desde que un punto comienza a vibrar por efecto de la onda, hasta que lo hace otro punto situado a una distancia x del primero.


Luz
Es la clase de energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el ojo humano. En un sentido más amplio, el término luz incluye el rango entero de radiación conocido como el espectro electromagnético.


Reflexion
Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
 
 

 
Refraccion
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda. El índice de refracción es precisamente la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio del que se trate.




Espectro electromagnetico

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.


El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.




Velocidad de la luz
Todas las ondas electromagneticas ondas viajan a la misma velocidad (c = 300.000Km/s), una velocidad tan elevada que la luz necesita poco más de 8 minutos en alcanzar la Tierra desde el Sol. En un segundo, la luz podría dar siete vueltas y media a la Tierra lo dejando en ridículo al vehículo más veloz que ha creado el hombre,el trasbordador espacial, que puede alcanzar los 27875 km/h en su reentrada a la Tierra.



Lo que distingue a todas estas radiaciones es su longitud de onda, algunas son muy cortas (del tamaño de los átomos) y muy energéticas como los rayos X, causa por la que son utilizados en medicina al penetrar a través del cuerpo humano. Otras, por el contrario, son muy largas (del diámetro de la Tierra) y poco energéticas como las ondas de radio. La luz visible se encuentra en el rango comprendido entre los 380 nm y los 780 nm ( un nanómetro (nm) equivale a la mil millonésima parte del metro).

Para calcular la velocidad de la luz ( c ) tan solo utilizamos la siguiente fórmula: C=lambda*V, donde l (lambda) es la longitud de onda (en metros) y v (nu) es la frecuencia de oscilación de la onda electromagnética, es decir, el número de ondas que se originan cada segundo



Magnetismo

Fuerza magnetica
La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.
F=qVB
F=(mu)I1I2L/2(3.1416)d


Corriente electrica

Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento

Iman
Es un mineral llamado magnetita que tiene la propiedad de atraer el hierro.

El experimento de Oersted
Un profesor danes, Hans Christian Oersted, realizo en 1820 un experimento ante sus alumnos para demostrar que no habia interaccion entre magnetismo y electricidad, acerco un almabre con corriente electrica paralelamente a una brujula y quedo perplejo al ver moverse la brujula hasta colocarse perpendicularmente  al alambre: habia descubierto la relacion entre la electricidad y el magnetismo.


Dipolo
Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí.



Ecuaciones de Maxwell
Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones que describen por completo los fenómenos electromagnéticos. La gran contribución de James Clerk Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético. Son las siguientes:



Campo magnetico
Es creado por cargas electricas en movimiento. El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

Ley de Faraday
Siempre que ocurra una variacion de flujo magnetico a traves de un circuito cerrado, se establecera en dicho circuito una corriente inducida. Cuando el flujo aumente, la corriente tiene sentido contrario  al que presenta cuando el flujo disminuye.


Solenoide

Un solenoide es definido como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollada sobre si a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo eléctrico. Cuando este campo magnético aparece comienza a operar como un imán.

B=MuN/L(I)...campo magnetico de un solenoide


 
Ley de la mano derecha

Se toma el conductor con la mano derecha, con el pulgar extendido sobre el conductor, si los dedos indican el sentido del campo, el pulgar indica el sentido de la corriente (es convencional y de cargas positivas).


Ley de Gauss

La ley de Gauss relaciona el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada y la carga eléctrica encerrada en esta superficie. De esta misma forma, también relaciona la divergencia del campo eléctrico con la densidad de carga.


Campo magnetico en un alambre recto

Cuando existe una corriente en un alambre recto infinitamente largo, hay un campo B en la región que rodea al alambre. Si la corriente es constante en el tiempo, el campo B también será constante en el tiempo en un punto dado. Este campo constante B puede ser detectado por su efecto sobre una aguja imantada o una brújula pequeña. Si la corriente en el alambre es variable, también lo será el campo magnético. Este campo variable puede ser detectado por la corriente que se induce en una pequeña bobina colocada cerca del alambre.


Cuando hay una corriente I en un alambre recto infinitamente largo, las líneas del campo magnético B son círculos concéntricos que rodean al alambre. A una distancia r perpendicular del alambre, el campo B es tangente al círculo. La dirección de la corriente es perpendicular al plano de la página y dirigida hacia afuera de ella. La dirección de la corriente es por definición la dirección en la que fluirían las cargas positivas.

La dirección de B relativa a la dirección de la corriente está dada por la siguiente regla de la mano derecha. Si el dedo pulgar de la mano derecha apunta en la dirección de la corriente, la dirección de B es la que se obtiene al cerrar sobre la mano los otros cuatro dedos. Es importante darse cuenta de que esta regla ya presupone que B forma círculos y que la regla sólo determina la dirección en que se debe tomar la tangente a los círculos.



Fuerza de Lorentz
El campo magnetico producido por un iman no ejerce nnguna fuerza sobre una carga electrica en reposo; pero si la carga se encuentra en movimiento, el cuerpo magnetico ejerce una fuerza sobre ella, a la cual se le llama fuerza de Lorentz.

Electricidad y Magnetismo II

Potencial electrico
Capacidad de un cuerpo para almacenar energia, dependiendo de la carga. Es tambien llamado voltaje. Se en volts.
V=U/q
V=KQ/r....depende de la distancia y la carga
V=Ed=2(3.1416)K(sigma)d

Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo (W) que se realiza por unidad de carga (Q), mientras la carga se desplaza entre dos puntos.
Delta V= Vf-Vi.....diferencia de potencial
Delta V=KQ(1/rf-1/ri)....diferencia de potencial cuando tienes una carga
Delta V=E(df-di)... diferencia de potencial cuando tienes un plano cargado



Capacitor
Tiene una propiedad que le permite almacenar carga. Esta propiedad es llamada capacitancia.


Potencia electrica
Se mide en Watts. Un watt=J/s. En el hogar lo que medimos es la potencia electrica. Energia que se puede liberar en un determinado tiempo. Es la energia gastada en un determinado tiempo= U/t

P=U/t=qV/t
P=IV
U=Pt
Intensidad de corriente electrica
Es la carga que pasa por una seccion del conductor en un segundo
I=q/t
Donde: I(C/s=A), q (C) y t (s)




Circuito electrico

Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas.

Conexion en serie
En este caso las resistencias se conectan una a continuacion de la otra; el valor de la intensidad de la corriente sera igual en las dos resistencias.
I=I1=I2...
Para obtener la resistencia total de dos o mas resistencias en serie, se suman sus resistencias. R=R1+R2
U=V1+V2+V3...
V-V1-V2-V3...=0


Conexion en paralelo
En este caso los extremos  de las dos resistencias se conectan juntos y la corriente se bifurca en un extremo, reuniendose nuevamente en el otro.
Se llama I a la corriente total e I1, I2 a las corrientes que pasan por cada resistor
I=I1+I2...
V1=V2=V3...
Cuando dos o mas resistencias se suman en paralelo, se suman los valoresreciprocos de sus resistencias para obtener el valor reciproco de la resistencia final:
1/R=1/R1+1/R2...


Leyes de Kirchoff

Ley de mallas
"En una malla la suma de los voltajes da 0"(en un circuito en serie)
Ley de nodos
"La suma de las corrientes da 0"(en un circuito en paralelo)

Resistencia

Se le llama resistencia electrica a la mayor o menor oposicion que tienen los electrones para desplazarse a traves de un conductor.
R=V/I


Ley de Ohm
"El voltaje es igual a la corriente por la resistencia"
V=IR
Donde: V(Volts), R(en ohmios) e I (A).


Efecto fotoelectrico



Fue descubierto por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. Un Año después, Hallwachs hizo una importante observación de que la luz ultravioleta al incidir sobre un cuerpo cargado negativamente causaba la perdida su carga, mientras que no afectaba a un cuerpo con carga positiva. Diez años más tarde, J. Thomson y P. Lenard demostraron independientemente, que la acción de la luz era la causa de la emisión de cargas negativas libres por la superficie del metal. Aunque no hay diferencia con los demás electrones, se acostumbra a denominar fotoelectrones a estas cargas negativas.


Heinrich Hertz establece básicamente que los electrones de una superficie metálica pueden escapar de ella si adquieren la energía suficiente suministrada por luz de longitud de onda lo suficientemente corta. Hallwachs y Lenard estudiaron también este efecto años después.

Posteriormente Einstein le dio el significado correcto en 1905, en el que dice que un haz de luz se compone de paquetes de energía llamados cuantos de luz o fotones. Cuando el fotón choca contra un electrón en la superficie de un metal, el fotón l e puede transmitir energía al electrón, con la cual podría este escapar de la superficie del metal.

Formulas:

E=hf.....Energia del foton
E=h(ve griega)....cuarto postulado de Bohr
E=1/2mv^2+W....formula del efecto fotoelectrico, donde W es la funcion trabajo, es decir, el trabajo necesario para que salga el electron, liberado de su atomo y asi salga de su orbita


Radiacion del cuerpo negro
 
 
Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con los átomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten los átomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, la densidad de energía del campo electromagnético existente en la cavidad es constante.


A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas.

Históricamente, el nacimiento de la Mecánica Cuántica, se sitúa en el momento en el que Max Panck explica el mecanismo que hace que los átomos radiantes produzcan la distribución de energía observada. Max Planck sugirió en 1900 que

La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia dada f .

Cada oscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una cantidad proporcional a f. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad hf .

La segunda hipótesis de Planck, establece que la energía de los osciladores está cuantizada. La energía de un oscilador de frecuencia f sólo puede tener ciertos valores que son 0, hf , 2hf ,3hf ....nhf .

La distribución espectral de radiación es continua y tiene un máximo dependiente de la temperatura. La distribución espectral se puede expresar en términos de la longitud de onda o de la frecuencia de la radiación.

Formula:

R=(sigma)T^4
Donde: R es la energia que emite todo el cuerpo en todas las longitudes de onda, y sigma es la constantes de Wien= 1.32*10

Electricidad y Magnetismo

La electricidad la usamos en todo; la utilizamos en nuestro hogar, trabajo, escuela y la podemos observar en el ambiente. Si observamos a nuestro alrededor nos daremos cuenta de que nuestros actos cotidianos estan ligados a una gran serie de hechos de naturaleza electrica: y que nuestra comodidad depende en gran medida de las tecnicas y aparatos electricos actuales.
Para explicar los fenomenos electricos el modelos que utilizamos es el de la carga electrica. Cargar, es el proceso de frotamiento y se dice que el objeto frotado se ha electrizado o ha adquirido electricidad.

La electricidad es el estudio de las propiedades y del comportamiento de las cargas electricas. La unidad para medir las cargas electricas es el Coulomb (C). Existen dos tipos de cargas: positivas (protones) y negativas (electrones). Las cargas del mismo signo se repelen, las cargas de signo opuesto se atraen, la craga no se crea ni se destruye y los electrones pueden desplazarse a traves de ciertas sustancias llamadas conductores. Los procesos para generar cargas son: friccion, induccion y polarizacion.

El atomo es la particula mas pequeña que puede existir de un elemento o sustancia. Los atomos se constituyen por protones (+), electrones (-), neutrones (+/-) y otras particulas mas pequeñas. Los atomos son electricamente neutros porque tienen el mismo numero de protones y de electrones.
e=carga fundamental
e=carga del proton= 1.6*10 a la -19
-e=carga del electron= -1.6*10 a la -19



Ley de la conservacion de la carga

"Una carga no se crea ni se destruye, solo puede fluir de un cuerpo a otro"

Los cuerpos que pueden contar con electrones libres se llaman conductores electricos
Las sustancias que tienen sus electrones fuertemente unidos a sus atomos, es decir no poseen electrones libres y no es posible que la corriente electrica se traslaade a traves de estas sustancias se les conoce como aislantes electricos.

La masa del proton es casi igual a la del neutron y es igual a 1.6*10 a la -27kg (=1 uma)
La masa del electron es igual a la masa del proton entre 1831 es decir es igual a 9.1*10  a la -81

Corriente electrica.
Cuando un conductor C une dos cuerpos A y B, el primero con exceso de electrones y el segundo con defecto de ellos, estos se distribuyen uniformemente en ambos cuerpos. El movimiento de los electrones a traves de C se conoce como corriente electrica. Su unidad es el Ampere.Un Ampere=C/S.


Ley de Coulomb
"La fuerza entre dos cuerpos pequeños electrizados es proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos", es decir:

F=K((q1q2)/d2), donde F es la fuerza de atraccion entre los cuerpos (N), K es una constante que equivale a 9*10 a la 9 (N*m2/c2), q son las cargas y d es la distancia entre las cargas.



Principio de superposicion

FT (con flecha encima)= F1+F2+F3+... (todos con flecha encima)

Campo electrico



La carga Q crea un campo electrico en el espacio alrededor de ella, y dicho campo es el causante de la fuerza electrica F que actua sobre la carga q. Se representa por lineas de fuerza. Las lineas de fuerza de un campo electrico son lineas de modo que indican la direccion y el sentido de la fuerza electrica que actua sobre una carga de prueba positiva, colocada sobre un punto del campo.

E (con flecha encima)= (KQ/r^2) (r gorro) ------sobre una carga
E= 2 (3.1416) K (sigma)------------- sobre una placa

Intensidad de campo electrico

Se conoce como intensidad del campo electrico (E) en un punto a la fuerza (F) que se ejerce sobre la unidad de carga positiva colocada en ese punto (q).

E= F/C
Unidades: E(N/C), F(N) y q (C)

Experimento de Millikan


El experimento de la gota de aceite fue un experimento realizado por Robert Millikan y Harvey Fletcher en 1909 para medir la carga elemental (la carga del electrón).

El experimento implicaba equilibrar la fuerza gravitatoria hacia abajo con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas en las minúsculas gotas de aceite cargadas suspendidas entre dos electrodos metálicos. Dado que la densidad del petróleo era conocida, las masas de las “gotas ", y por lo tanto sus fuerzas gravitatorias y de flotación, podrían determinarse a partir de sus radios observados. Usando un campo eléctrico conocido, Millikan y Fletcher pudieron determinar la carga en las gotas de aceite en equilibrio mecánico. Repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas eran todas múltiplos de un valor fundamental, y calcularon que es 1,5924*10-19 C, dentro de un uno por ciento de error del valor actualmente aceptado de 1,60217648*10-19 C. Propusieron que esta era la carga de un único electrón.

Formula para la gota de aceite............. Fe=4(3.1416)Kq(sigma)

Energia potencial electrica

Formulas:

  • U= (KQq)/(r)...... La energia potencial electrica entre dos cargas
  • U= (Gm1m2)/(r).... Energia potencial que hay entre los planetas
  • W=(KQq)/(r) .... Para calcular el trabajo cuando una carga venga del infinito
  • No hay una para la energia cuando venga del infinito porque en el infinito no hay energia acumulada
  • W=(KQq) [(1/ri)-(1/rf)]...para cuando una carga venga desde una posicion inicial hasta una final

Radio de Bohr
Formulas:
  • r=reZn2...formula que sirve para calcular el radio de las orbitas de los atomos, en la cual r es el radio de Bohr que es una constante= 0.5*10 a la -10, Z es el numero atomico, n al cuadrado es la orbita de nuestra eleccion.
  • E=1/2 (m)(e)(v^2)-(ke^2/r)......es la energia para un atomo
  • (Ke^2/r^2)=(mv^2/r)..... para describir al atomo
  • E=(-1/2)(meK^2e^4/n^2h(barra)^2)....para describir al atomo
  • mvr=n(h (barra)/2 (3.1416)....cuantizacion del movimiento anular

    Postulados del mdelo de Bohr:

    Primer postulado: El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía radiante.
    Segundo postulado: Sólo son posibles aquellas órbitas en las que el electrón tiene un momento angular que es múltiplo entero de h/(2 • p). Puesto que el momento angular se define como L = mvr, tendremos:
    mvr = n • h/(2 • p) -> r = a0 • n2

    Donde:
    • m: masa del electrón = 9.1 • 10-31 kg
    • v: velocidad del electrón
    • r: radio de la órbita que realiza el electrón alrededor del núcleo
    • h: constante de Planck
    • n: número cuántico = 1, 2, 3...
    • a0: constante = 0,529 Å
    El Segundo Postulado nos indica que el electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo, sino que sólo hay unas pocas órbitas posibles, las cuales vienen definidas por los valores permitidos para un parámetro que se denomina número cuántico, n.

    Tercer Postulado: La energía liberada al caer el electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de fotón, cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Planck:  Ea - Eb = h • v  Así, cuando el átomo absorbe (o emite) una radiación, el electrón pasa a una órbita de mayor (o menor) energía, y la diferencia entre ambas órbitas se corresponderá con una línea del espectro de absorción (o de emisión).

lunes, 26 de abril de 2010

Energia y Temperatura

Energia

Es algo que puede producir trabajo. Se puede medir en Joules o calorias.

Trabajo
Es la energia transferida. Es la relacion que exste entre la fuerza y la distancia o el peso.

Energia potencial
Es la energia que tiene un cuerpo respecto a su posicion cerca de la Tierra.
 Ep= m*g*h


Energia cinetica
Es la energia que tiene un cuerpo en movimiento y depende de la materia a la que este esté ligadoy esta relacionada con la velocidad
Ec=1/2m*v al cuadrado


Ley de la conservacion de la energia

"La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma", pues existe la misma energia que habia en un principio

Calor y temperatura

Calor
Movimiento al azar de atomos y moleculas. Es producido por el movimiento de las particulas. Es la energia transferida de un cuerpo a otro, como resultado solamente de una diferencia de temperatura entre ellos.


Temperatura
Es una magnitud fisica que sirve para indicar si un cuerpo esta mas frio o mas caliente que otro cuerpo tomado como referencia.


Ley de Boyle
Si la temperatura (t) de una masa gaseosa dada, fuera mentenida constante, su volumen V variara de manera inversamente proporcional a la P ejercida sobre ellas, es decir, PV=constante (para T constante). Por lo tanto: P1V1=P2V2=P3V3.


Ley de Charles
Si la presion de una masa dada fuera mantenida constante, su volumen variaria en proporcion directa a su temperatura absoltua, es decir: V/T=constante (para P=constante). Por lo tanto: V1/T1=V2/T2=V3/T3.


Presion
Es el peso que algo ejerce sobre la superficie en la que se apoya


Leyes de la termodinamica


Primera ley de la termodinamica
Habla acerca del principio de conservacion de la energia

Segunda ley de la termodinamica
Habla de la entropia. Dice que no existe ningun dispositivo que, operado por ciclos, absorba calor de una unica fuente y lo convierta integramente en trabajo

Tercera ley de la termodinamica
Es imposible alcanzar una temperatura igual a cero

Ley cero de la termodinamica
Habla acerca del equilibrio termodinamico

Equilibrio termico
Es cuando dos cuerpos estan en contacto (aislados de influencias externas) despues de cierto tiempo alcanzan una situacion de equilibrio termico en la que ambos poseen la misma temperatura.


Entropia
La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.

Maquina termica
Es aquella que transforma el calor en trabajo. En ella parte del calor suministrado se convierte en trabajo y otra parte pasa al medio ambiente.


Calor especifico
De una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar en 1°C la temperatura de un gramo de esa sustancia.
Potencia
Es la rapidez con la que se realizan los trabajos

Maquina de Carnot
La máquina de Carnot es una máquina ideal que utiliza calor para realizar un trabajo. En ella hay un gas sobre el que se ejerce un proceso cíclico de expansión y contracción entre dos temperaturas. El ciclo termodinámico utilizado se denomina ciclo de Carnot y fue estudiado por Sadi Carnot alrededor de 1820. Una máquina de Carnot es el procedimiento más eficaz para producir un trabajo a partir de dos focos de temperatura.

Puede construirse a partir de un cilindro sobre el que discurre un pistón unido a una biela que convierte el movimiento lineal del pistón en movimiento circular. El cilindro contiene una cierta cantidad de un gas ideal y la máquina funciona intercambiando calor entre dos fuentes de temperaturas constantes T1 < T2. Las transferencias de calor entre las fuentes y el gas se hace isotérmicamante, es decir, manteniendo la temperatura constante. Esta parte del proceso es, por lo tanto, reversible. El ciclo se completa con una expansión y una compresión adiabáticas, es decir, sin intercambio de calor, por lo que esta parte del ciclo es también reversible.



Funcionamiento de la Máquina de Carnot

(1) Expansión isotérmica.
(2) Expansión adiabática.
(3) Compresión isotérmica.
(4) Compresión adiabática.

Maquina de combustion interna

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se emplean motores de combustión interna de cuatro tipos



Funcionamiento
 Tiempo de admisión - El aire y el combustible vaporizado entran.
 Tiempo de compresión - El vapor de combustible y el aire son comprimidos y encendidos.
 Tiempo de combustión - El combustible se inflama y el pistón es empujado hacia abajo.
 Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia fuera.

Conversion de unidades de temperatura
 
Se siguen las indicaciones de la siguiente tabla: