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La Ley Cero de la Termodinámica

Última actualización

30 oct 2022
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- Historia de la termodinámica
- La Primera Ley de la Termodinámica

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Habilidades para Desarrollar

Definir la Ley Ceroth de la Termodinámica

Equilibrios otra vez

Se discutieron las reacciones de equilibrio antes, especialmente en la sección de estequiometría. Mencionamos equilibrios químicos, entre reactivos y productos. También mencionamos equilibrios de solubilidad en la sección de precipitación. Ahora vamos a introducir algunos otros tipos de equilibrio. Supongamos que ponemos un globo parcialmente lleno en cada extremo de un tubo con un pistón. Inicialmente el pistón se sujeta en su lugar. Si retiramos la abrazadera para que el pistón pueda moverse, éste se moverá hasta que la presión en cada lado sea igual. En este punto, los globos probablemente también serán del mismo tamaño (a menos que sean globos de diferente tamaño), porque la presión determina el tamaño de los globos. El cambia el volumen en cada lado hasta que las presiones son iguales, y luego el sistema alcanza el equilibrio mecánico, porque el pistón ya no se moverá. La presión es la propiedad que nos indica si los sistemas estarán en equilibrio mecánico; si sujetamos el pistón y colocamos un nuevo globo, si está a la misma presión que los otros globos entonces el pistón no se moverá cuando se retire la abrazadera.

Un sistema de globo y pistón.

Top: posición inicial. Abajo: después de alcanzar el equilibrio mecánico.

Ahora podemos introducir la energía puede fluir dentro y fuera; tal vez tengan paredes metálicas, o alguna otra pared que conduzca el calor). Nosotros los pusimos en contacto, así se están tocando. A lo mejor podemos observar algún tipo de cambio en los sistemas, así la presión dentro de uno aumenta y el otro disminuye. Esto podría significar que uno estaba más caliente y el otro más frío, por lo que la presión en el interior cambió a medida que se acercaban a la misma temperatura una vez que se tocaban. Si no ocurre ningún cambio cuando tocan, podríamos decir que estaban en equilibrio térmico. (Si los dejamos en contacto el tiempo suficiente, alcanzarán el equilibrio térmico, pero eso es diferente a estar en equilibrio térmico cuando tocan por primera vez). Si tenemos un sistema A, y encontramos que está en equilibrio térmico con otro sistema B, y también con otro sistema C, entonces sabemos sin hacer el experimento que B y C también están en equilibrio térmico entre sí. Esa afirmación es la Ley Ceroth de la Termodinámica. La propiedad que nos dice si 2 sistemas ya están en equilibrio térmico es la temperatura. Esta es una palabra familiar, pero técnicamente este concepto de equilibrio térmico es como se define: la Ley Ceroth introduce el concepto y la propiedad de la temperatura.

Medimos la temperatura usando un termómetro. En la ciencia utilizamos 2 escalas para medir la temperatura, la escala Celsius o centígrados, en la que el agua se congela a 0 °C y hierve a 100 °C; y la escala Kelvin, en la que el agua se congela a 273.15 K y hierve a 373.15 K. La escala Celsius es probablemente a lo que estás acostumbrado de la vida regular (aunque estoy acostumbrado a la Escala Fahrenheit), y es conveniente porque se enfoca en el agua, lo cual es muy importante para nuestras vidas. La escala Kelvin es buena para la ciencia y la termodinámica especialmente, porque 0 K es la temperatura más baja posible.

Colaboradores y Atribuciones

Emily V Eames (City College of San Francisco)

Equilibrios otra vez

Colaboradores y Atribuciones

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