Termodinamica. Gases Ideales

La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

Empíricamente, se observan una serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.

Ley de Boyle-Mariotte

“A temperatura constante, los volúmenes de una masa gaseosa son inversamente proporcionales a las presiones que soporta”

[2.17]

esquema de la ley de boyle para un gas

Isoterma. Gráfico PV

Ley de Charles y Gay-Lussac

“a presión constante, los volúmenes de una masa de gas son directamente proporcionales a las respectivas temperaturas absolutas”

Gay-Lussac obtuvo experimentalmente:

o bien

[2.18]

Ley de Avogadro

“Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas"

La cantidad de material se describe en función del número de moles. Esta unidad de materia se corresponde a un número de partículas dado por la constante de Avogadro

N = 6.022 x 10²³ mol^-1     [2.19]

Simbólicamente la Ley de Avogadro se describe como:

V ∝ n     [2.20]

De acuerdo con la Ley de Avogadro, el volumen ocupado por un mol de cualquier gas es el mismo a una temperatura y presión fijas. Cuando T = 0°C y P = 1 atm, este volumen es de 22.4 L. Las condiciones antes mencionadas, T = 0°C y P = 1 atm, se denominan condiciones estándar, y se representa como PTE (presión y temperatura estándar).

El volumen de 1 mol de gas se representa como el volumen molar (Vm). Por lo tanto, la Ley de Avogadro se representa por la siguiente igualdad:

V_m = 22.4 lts a PTE    [2.21]

Si denominamos n al número de moles de un cierto gas, entonces el volumen ocupado por esta cantidad será:

V = n.V_m    [2.22]

Al igual que con las otras leyes, la Ley de Avogadro sólo se cumple para un gas poco denso.

Termodinámica. Gases Ideales Aplicada en Redes y Comunicaciones de Datos:

Un claro ejemplo de aplicación  podemos verlo en las provincias donde por ubicarse a mayor altura sobre el nivel del mar, encontramos que la presion es mayor y de igual manera la temperatura, esto afecta a muchos ordenadores que no son capacez de resistir estas condiciones y no pueden encender, en este caso se recomienda emplear portatiles con disco duro emcapsulado, para su correcto funcionamiento.

Termodinamica

Se identifica con el nombre de termodinámica a la rama de la física que hace foco en el estudio de los vínculos existentes entre el calor y las demás variedades de energía. Analiza, por lo tanto, los efectos que poseen a nivel macroscópico las modificaciones de temperatura, presión, densidad, masa y volumen en cada sistema.

Es importante subrayar que existe una serie de conceptos básicos que es fundamental conocer previamente a entender cómo es el proceso de la termodinámica. En este sentido uno de ellos es el que se da en llamar estado de equilibrio que puede definirse como aquel proceso dinámico que tiene lugar en un sistema cuando tanto lo que es el volumen como la temperatura y la presión no cambian.

De la misma forma está lo que se conoce por el nombre de energía interna del sistema. Esta se entiende como la suma de lo que son las energías de todas y cada una de las partículas que conforman aquel. En este caso, es importante subrayar que dichas energías sólo dependen de lo que es la temperatura.

El tercer concepto que es fundamental que conozcamos antes de conocer cómo es el proceso de la termodinámica es el de ecuación de estado. Una terminología con la que viene a expresarse la relación que existe entre lo que es la presión, la temperatura y el volumen.

La base de la termodinámica es todo aquello que tiene relación con el paso de la energía, un fenómeno capaz de provocar movimiento en diversos cuerpos. La primera ley de la termodinámica, que se conoce como el principio de conservación de la energía, señala que, si un sistema hace un intercambio de calor con otro, su propia energía interna se transformará. El calor, en este sentido, constituye la energía que un sistema tiene que permutar si necesita compensar los contrastes surgidos al comparar el esfuerzo y la energía interior.

La Termodinámica Aplicada en Redes y Comunicaciones de Datos:

De igual manera como en la transferencia de calor, tratamos al calor una vez mas, pero esta vez analizamos como dos cuerpo pueden llegar interactuar y llegar a un equilibrio termico, como cuando colocamos un cooler debajo de una laptop, teniendo como fin, buscar una temperatura de equilibrio que no dañe los componentes de servidor y así protegerla de recalentamientos.

Transferencia de Calor y Energia

En física, la transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la Segunda ley de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta.

Modos

Los modos son los diferentes tipos de procesos de transferencia de calor. Hay tres tipos:

Conducción: transferencia de calor que se produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.

Convección: transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferentes temperaturas.

Radiación: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas electromagnéticas.

Transferencia de Calor y Energía Aplicada en Redes y Comunicaciones de Datos:

Un claro ejemplo de transferencia de calor es el calor que desprende una placa cuando esta en funcionamiento, mas aun cuando se emplean programas pesados, por ello se aplican pequeños ventiladores en los "case" de tamaño normal, y un cooler al emplear una laptop durante mucho tiempo, una de las razones del calentamiento de los ordenadores es a veces el calor que radia nuestro propio cuerpo,por ejemplo cuando empleamos una laptop o una tablet, colocando sobre nuestras piernas, se puede notar que el aparato se calienta con mayor rapidez, ya que absorbe el calor de nuestro cuerpo, esto se debe evitar para un mejor cuidado de sus ordenadores portátiles en este caso.