Antecedentes
La termodinámica es una materia excitante y fascinante que trata sobre la energía, la cual es esencial para la conservación de la vida, además de que ha sido por mucho tiempo una parte fundamental de los programas de estudio de ingeniería en todo el mundo. Es una ciencia que tiene una amplia aplicación: desde los organismos microscópicos hasta los electrodomésticos, los vehículos de transporte, los sistemas de generación de energía eléctrica e incluso la filosofía. Este artículo contiene material suficiente para dos cursos consecutivos de termodinámica; se presupone que los estudiantes poseen antecedentes sólidos en física y cálculo.
Objetivos
Esta obra está pensada para utilizarse como libro de texto por los estudiantes durante los últimos años de su licenciatura, así como por ingenieros como libro de referencia. Sus objetivos son:
- Cubrir los principios básicos de la termodinámica.
- Presentar una vasta cantidad de ejemplos reales de ingeniería con la finalidad de proporcionar al estudiante una idea de cómo se aplica la termodinámica en la práctica de la ingeniería.
- Desarrollar una comprensión intuitiva de la termodinámica haciendo énfa�sis en la física y en los argumentos físicos.
Se desea sobre todo que este artículo mediante sus explicaciones claras sobre conceptos y el uso de numerosos ejemplos prácticos y figuras ayude a los estudiantes a desarrollar las habilidades básicas para llenar el hueco que existe entre el conocimiento y la confianza para aplicar adecuadamente tal aprendizaje.
Toda ciencia posee un vocabulario único y la termodinámica no es la excepción. La definición precisa de conceptos básicos constituye una base sólida para el desarrollo de una ciencia y evita posibles malas interpretaciones. Este capítulo inicia con un repaso de la termodinámica y los sistemas de unidades y continúa con la explicación de algunos conceptos básicos, como sistema, estado, postulado de estado, equilibrio, proceso y ciclo. Se analizan las propiedades intensivas y extensivas de un sistema y se definen la densidad, la gravedad específica y el peso específico. También se analizan los términos temperatura y escalas de temperatura con especial énfasis en la escala internacional de temperatura de 1990.
Posteriormente se presenta la presión, definida como la fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área, y se analizan las presiones absoluta y manométrica, la variación de la presión con la profundidad y los instrumentos de medición de presión, como manómetros y barómetros. El estudio cuidadoso de estos conceptos es esencial para lograr una buena comprensión de los temas tratados en este artículo. Por último, se presenta una técnica para resolver problemas, intuitiva y sistemática, que se puede usar como modelo en la solución de problemas de ingeniería.
