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Variables termodinámicas

Un sistema queda definido termodinámicamente cuando se conocen las variables de estado presión, temperatura y composición. Una vez definidas estas variables pueden calcularse las demás propiedades intensivas que aparecen en la ley de conservación de la energía (energía interna específica, entalpía específica, volumen específico).

Si se conoce la función que vincula una cualquiera de las propiedades termodinámicas intensivas en función de las variables de estado, es posible calcular las demás. Si se conoce por ejemplo, el volumen específico en función de la temperatura, presión y composición, será posible calcular entropías, entalpías y cualquier otra propiedad. Estas ecuaciones se conocen como ecuaciones de estado.

En los casos en que no es posible encontrar las ecuaciones de estado, suelen definirse variables auxiliares que permiten simplificar los cálculos manuales. Para un sistema que evoluciona sin cambio de estado, se define el calor específico a presión contante y a volumen constante como sigue:

Cp= (∂i/∂T)p

Cp= (∂u/∂T)v

En muchos sistemas de composición constante, cuando no hay cambio de estado, la entalpía puede considerarse solo como función de la temperatura. Por lo que es posible calcular la variación de entalpía entre dos estados de distintas temperaturas como sigue:

Δi= Cp*ΔT

Los calores específicos pueden considerarse aproximadamente constantes dentro de ciertos rangos de temperaturas, es por ello que pueden encontrarse dichos valores tabulados o graficados.

Otra variable auxiliar que es utilizada con frecuencia es el calor de vaporización λ de una sustancia pura; que se define como la diferencia de entalpías entre el estado de vapor saturado y líquido a su temperatura de ebullición a la misma presión.