Termodinámica (Temario PDF)

El curso está diseñado para ser impartido en 10 semanas con 3 horas de clase por semana.

Equilibrio térmico. Ley Cero.(6 horas)

• Sistema termodinámico.
  • Paredes aislantes, adiabáticas, diatérmicas.
• Equilibrio termodinámico.
  • Variables termodinámicas.
  • Variables extensivas.
  • Variables intensivas.
• La ley cero de la termodinámica.
• Ecuación de estado.
  • Diagrama en variables termodinámicas.
• Sistemas termodinámicos simples.
  • Materiales fluidos.
    • Gas Ideal
    • Diagramas de fases
    • Ecuación de van der Waals
  • Materiales eléctricos y magnéticos.
    • Ecuación de Curie.
  • Materiales elásticos.

    Referencias: [1] Capítulos 1, 2 y 3.[2] Capítulos 1 y 2.
    Problemas tipo: [3] Capítulos 2 y 3

La primera ley de la termodinámica y sus aplicaciones.(8 horas)

• Procesos termodinámicos.
  • Procesos adiabáticos, cuasi-estáticos, reversibles.
• El concepto de calor.
• El concepto de trabajo.
  • Trabajo adiabático.
• La energía interna.
• La primera ley.
• Aplicaciones.
  • a) Gas ideal.
  • b) Expansión libre.
  • c) Capacidades caloríficas.
  • d) Procesos cíclicos.
  • e) Otros sistemas.

    Referencias: [1] Capítulos 4, 5 y 6.[2] Capítulos3, 4 y 5.
    Problemas tipo: [3] Capítulos 4, 5, 6.

La segunda ley de la termodinámica. (11 horas)

• Enunciados de Kelvin-Planck y de Clausius.
  • Equivalencia entre los enunciados de Kelvin-Planck y deClausius.
• Teorema de Clausius.
• La entropía.
  • Concepto de entropía.
  • Entropía y reversibilidad.
  • Entropía y desorden.
  • Propiedades extremales de la entropía.
• Ecuaciones TdS.
  • Ecuaciones de Gibbs-Duhem.

  Referencias: [1] Capítulos 7 y 8.[2] Capítulos 6, 7, 8 y 9.
  Problemas tipo: [3] Capítulos 7y 8.

Potenciales termodinámicos.(4 horas)

• Los potenciales termodinámicos.
  • Entalpia.
  • Energía libre de Helmholtz.
  • Energía libre de Gibbs.
  • Funciones termodinámicas para el gas ideal y otros sistemas.
• Relaciones de Maxwell. (Opcional)

  Referencias: [1] Capítulo 9. [2] Capítulo 9.
  Problemas tipo: [3] Capítulo 9.

La tercera ley de la termodinámica.(1 hora)

• Consecuencias del postulado de Nernst.

  Referencias: [1] Capítulo 17. [2] Capítulo 19.
  Problemas tipo: [3] Capítulo 10.

Bibliografía básica.

1. García-Colín, L. Introducción a la Termodinámica Clásica. Editorial Trillas, 4a reimpresión, 1995.
2. Zemansky M.W., y Dittman R. Heat and Thermodynamics. Editorial McGraw-Hill, 7ª Edición, 1996.
3. García-Colín, L. y Ponce L. Problemario de Termodinámica Clásica. Editorial Trillas, 2ª Edición, 1984.

 Bibliografía complementaria.

• Fermi, E. Thermodynamics. Editorial Dover, 1956.
• Kubo, R. Thermodynamics. Editorial North Holland, 1968.
• Smith J.M., Van Ness C., y Abbott M. Introducción a la Termodinámica para Ingenieros Químicos. Editorial McGraw-Hill, 6a edición, 2001.
• Rogers G.F.C, y Mayhew Y. Engineering Thermodynamics: Work and Heat Transfer. Editorial Pearson Education, 4ª Edición, 1996.