Termodinámica

La termodinámica es la parte de la física que estudia los intercambios energéticos entre sistemas. Dicha parte de la física es totalmente fenomenológica, no se fundamenta más que en la experiencia. De hecho es totalmente insensible a la constitución intima de la materia. Siempre se ha dicho,

En el caso de que se mostrara que los átomos no existen, la termodinámica seguiría siendo válida La Termodinámica se fundamenta en tres principios fundamentales, cuatro si contamos el principi...

Sea un sistema físico con un número grande (pude ser del orden del número de Avogadro) $N$ de entidades elementales (partículas, moléculas, etc).

Se define un microestado del sistema como un estado descrito por todas las variables microscópicas que caracterizan cada una de las entidades elementales que constituyen el sistema. Por ejemplo, clásicamente, las posiciones y los momentos de cada una de las partículas determinan un microestado descrito por esas $6N$ variables. Cuánticamente,...

Un colectivo o colectividad es un conjunto de microestados de un sistema compatibles con un determinado macroestado del sistema.

La teoría de colectividades permite obtener las variables macroscópicas de un sistema a partir del estudio estadísitco de los microestados que conforman el colectivo.

Dependiendo de qué magnitudes macroscópicas definan el macroestado, algunos de los colectivos más importantes son los siguientes:

- Colectivo microcanónico: El macroestado...

Dado un sistema físico podemos determinar sus niveles de energía. Usualmente tendremos una estructura de niveles discretos, como los del átomo de hidrógeno o los estados rotacionales de las moléculas. Pero también es posible tener una estructura continua de niveles, como los de energía cinética de las moléculas que conforman un gas ideal. Un sistema de N partículas a una temperatura T tendrá distintas partículas repartidas en los niveles Eo, E1, E2, etc (la discusión la haremos ...

En una disolución ideal líquido-vapor con n componentes la presión de vapor de cada componente es proporcional a la facción molar de ese componente en líquido siendo la constante de proporcionalidad la presión de vapor en estado puro.

$$P_i^v = x_i^l P_i^\bullet$$

Demostración Un sistema termodinámico formado por 2 fases (líquido, vapor) con n componentes (fluidos ideales) (disolución ideal)en equilibrio termodinámico, debido al equilibrio termodinámico los potenciales quím...

Se basa en el hecho experimental de la transformación asimétrica entre energía en forma de calor y el trabajo.

Enunciado de Carnot: Para que una máquina cíclica dé trabajo a partir de la energía en forma de calor que recibe de un foco caliente es necesario que pase energía e forma de calor a un foco menos caliente.

Enunciado de Kelvin-Planck: Es imposible construir una máquina térmica que funcione ciclicamente que transforme todo la energía en forma de calor que recibe...