Callen H Termodinamica-Books Pdf

Callen H Termodinamica
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esta demora residen en el car cter cient fico del per odo durante el cual la termo Pr logo. din mica experiment su mayor desarrollo A finales de siglo la teor a molecular. de la materia estaba en tela de juicio y se manten an serias dudas acerca de su contempor nea Se pretende alcanzar estos objetivos en la presente. veracidad absoluta Por esta raz n se consider m s adecuado mantener las bases obra mediante una estricta concentraci n en los principios te ricos con exclusi n. de la termodin mica tan ligadas como fuese posible a las observaciones experi descripciones de aparatos y detalles experimentales. mentales macrosc picas La teoria molecular ha fructificado despu s en la teor a Finalmente dado que la mec nica estad stica la teor a cin tica de los gases. cuantica y no podemos continuar mir ndola con desconfianza La mec nica esta la teor a cu ntica de s lidos y l quidos est n ntimamente ligadas a la. d stica ha sido liberada de las contradicciones y los artificios que necesariamente namica un breve comentario acerca de sus interrelaciones puede resultar til para. aparecieron al intentar acomodar la din mica at mica dentro de un molde cl sico el lector. De hecho la situaci n se ha invertido de tal modo que actualmente consideramos. Una aproximaci n fundamental a la teor a de las propiedades macrosc picas. que la mec nica cu ntica y la mec nica estad stica cu ntica son m s fiables que. nuestras ciencias macrosc picas Y aunque sigue siendo deseable preservar la de la materia presenta tres aspectos En primer lugar est la caracterizaci n detallada. termodin mica como una disciplina macrosc pica completa aut noma y distinta de la estructura y los estados at micos en t rminos del formalismo de la mec nica. de la mec nica estad stica es sin embargo conveniente modelarla de tal modo su ntica En segundo lugar procede la aplicaci n de las consideraciones estad sticas. que sus postulados b sicos sean aquellos que est n m s directamente relacionados estos estados sta es la materia propia de la mec nica estad stica Y en tercer. con sus fundamentos mec nico estad sticos ltimos lugar debe considerarse el desarrollo de las consecuencias macrosc picas de la. La formulaci n de la termodin mica mediante postulados considera los estados teoria estad stica que constituyen el objeto de la termodin mica. m s que los procesos como elementos fundamentales En los postulados no se Las teorias de la mec nica estad stica y de la termodin mica no est n restrin. incluyen consideraciones sobre el ciclo de Carnot ni sobre la imposibilidad de gidas a modelos particulares de la materia sino que son generales e independientes. los m viles perpetuos de diversas especies sino que las funciones de estado la de cualquier modelo La teor a del estado s lido la teor a de los l quidos y la teor a. energ a y la se convierten en los conceptos b sicos Con ello se obtiene cin tica de los gases son los resultados a los que se llega cuando se aplican estas. una enorme simplificaci n en el aparato matem tico pues los procesos se intro consideraciones generales a modelos definidos Las teorias espec ficas son m s. ducen simplemente como diferenciales de las funciones de estado El m todo con. detalladas en sus predicciones que la mec nica estad stica y la termodin mica. vencional procede inversamente de los procesos a las funciones de estado mediante. el procedimiento relativamente dif cil de la integraci n de ecuaciones diferenciales. pero est n sujetas tambi n a las simplificaciones inevitables en cualquier modelo. parciales de estructura de la materia tratable anal ticamen te La mec nica estad stica y la. El matem tico requerido en este libro es el c lculo elemental cl sico termodin mica proporcionan un marco general riguroso para el desarrollo de las. m s un peque o n mero de temas especiales tales como las transformaciones de teor as espec ficas de la materia y adquieren una nueva importancia en relaci n. Legendre y los aspectos m s simples de la teor a de las formas cuadr ticas que con la teor a del estado s lido sumamente pr ctica y en r pido desarrollo. se tratan en el texto o en los ap ndices Los estudiantes del ltimo a o de los De Todas y cada una de las cuestiones que anteceden guardan relaci n con las. partamentos de F sica Qu mica e Ingenier a de la Universidad de Pensilvania propiedades de los sistemas en equilibrio En los ltimos a os se ha llevado a cabo. han seguido el curso satisfactoriamente sin encontrar ninguna dificultad especial una importante aplicacion del m todo termodin mico fuera del dominio del equi. ni matem tica ni conceptual librio La teor a asociada se conoce generalmente como termodin mica irreversible. He escrito este libro de texto como una introducci n a la termodin mica para o como teor a de los procesos irreversibles Parece probable que esta nueva am. estudiantes avanzados o graduados de primer a o que los diez primeros pliaci n de la teor a d lugar a uno de los m s importantes hallazgos del m todo. cap tulos acerca de los principios de la termodin mica podr an ser utilizados termodin mico Algunos resultados de la teor a de la termodin mica irreversible. bien ventajosamente en un curso elemental en el primer nivel universitario En tal. caso deber a omitirse el capitulo octavo y las dos ltimas secciones del cap tulo. se presentan en los cap tulos finales de este libro. noveno concernientes a consideraciones de estabilidad y podr a utilizarse conjun. tamente cualquiera de los excelentes libros que existen sobre las aplicaciones de la. termodin mica, El plan de estudios del graduado se ve continuamente sometido a presiones. para la inclusi n de temas modernos y las materias cl sicas tales como la termo. din mica tendr n finalmente que ser tratadas por completo en los cursos previos. a la graduaci n Tales cursos deben proporcionar al estudiante un conocimiento. completo tanto de los fundamentos como de los avances m s importantes de la. xii Contenido, Contenido Cap tulo 4 Procesos y m quinas t rmicas. Procesos reversibles e irreversibles, Foco de trabajo reversible y fuentes. Procesos de trabajo m ximo, M quinas t rmicas, U n problema ilustrativo. M quinas frigor ficas y bombas de calor, El ciclo de Carnot.
Mensurabilidad de la temperatura, M todo T para bajas temperaturas. Cap tulo alternativas y transformacionesde Legendre. PRIMERA PARTE, PRINCIPIOS GENERALES D E LA 5 1 Principio de energ a m nima. 5 2 Transformaciones de Legendre, Cap tulo 1 Conceptos b sicos y postulados 5 3 Potenciales termodinamicos. 5 4 Funciones de Massieu generalizadas, Naturaleza de la termodin mica. Composici n de los sistemas termodin micos Cap tulo 6 El principio en las representaciones de. Energ a interna, Equilibrio termodin mico 6 1 Principios de m nimo para los potenciales.
Paredes y ligaduras 6 2 Potencial de Helmholtz, Mensurabilidad de La energ a 6 3. Definici n cuantitativa del calor unidades 6 4 Funci n de Gibbs. 6 5 Los principios de m ximo de las funciones de Massieu. El problema b sico de la termodin mica, Postulados de m xima. Cap tulo 7 Relaciones de Maxwell, Capitulo 2 Condiciones de equilibrio 7 1 Relaciones de 114. 7 2 Diagrama termodin mico 116, 2 1 Par metros intensivos 7 3 Un procedimiento para la reducci n de derivadas en sistemas de un. 2 2 Ecuaciones de estado componente 118, 2 3 Par metros intensivos entr picos 7 4 Algunas aplicaciones sencillas 121.
2 4 Equilibrio temperatura 7 5 M todo de los jacobianos 125. 2 5 Conformidad con el concepto intuitivo de temperatura. 2 6 Unidades de temperatura Cap tulo 8 Estabilidad de los sistemas termodinamicos. 2 7 Equilibrio mec nico, 2 8 Equilibrio con respecto al intercambio de materia 8 1 Estabilidad intr nseca de los sistemas de un solo componente. 8 2 Estabilidad mutua de los sistemas de un solo componente. 8 3 El principio de Le, Capitulo 3 Algunas relaciones formales 8 4 Estabilidad intr nseca de los sistemas generales. 3 1 Ecuaci n de, Cap tulo 9 Transiciones de fase de primer y segundo orden. 3 2 Relaci n de, 3 3 Resumen de la estructura formal 9 1 Transiciones de fase de primer orden en sistemas de un solo componente 143. 3 4 U n ejemplo el gas ideal monoat mico 9 2 Discontinuidad del volumen regla de la palanca 150. 3 5 Calores espec ficos y otras derivadas, 9 3 Discontinuidad de la enlrop a calor latente 152.
Componentes de esfuerzo, 9 4 Lugares de las fases ecuaci n de Clausius Clapeyron 154. Relaciones de Maxwell, 9 5 Estados metastables en las transiciones de fase 158. Coeficientes el sticos, 9 6 Transiciones de fase de primer orden en sistemas simples multicomponentes. 159 Consecuencias de la simetr a f sica sistemas c bicos e. regla de las fases de Gibbs, Coeficientes de deformaci n y esfuerzo t rmicos. 9 7 Diagramas de fases para sistemas binarios 163, Calores espec ficos.
9 8 Teor a de de las transiciones de fase de segundo orden 168. Otros coeficientes, 9 9 Teoria de Ehrenfest de las transiciones de fase de segundo orden 175. Ecuaci n de estado de Hooke, Cap tulo 10 El postulado de Nernst Capitulo 14 Sistemas magn ticos y el ctricos. 10 1 Comentarios estad sticos cualitativos, 10 2 Calores espec ficos y otras derivadas a baja temperatura 14 1 Par metros magn ticos extensivos e intensivos. 10 3 Principio de Thomsen y Berthelot Par metros el ctricos extensivos e intensivos. 10 4 La inaccesibilidad de la temperatura cero 14 3 Energ as libres magn ticas y de Maxwell. 14 4 Calores susceptibilidad magn tica, 14 5 Ecuaciones de estado magneticas. Cap tulo 11 Resumen de principios para sistemas generales 14 6 Efecto. 14 7 Superconductividad, 11 1 Sistemas generales, 1 2 Postulados.
1 3 intensivos TERCERA PARTE, 11 4 Transformadas de Legendre FLUCTUACIONES Y TERMODINAMICA IRREVERSIBLE. 11 5 Relaciones de Maxwell, 11 6 Estabilidad y transiciones de fase Capitulo 15 de las fluctuaciones. 11 7 Propiedades a, 15 1 Funci n de distribuci n termodin mica. 15 2 Valores medios o de equilibrio, 15 3 Momentos y funci n de distribuci n. SEGUNDA PARTE, 15 4 Momentos de la fluctuaci n termodin mica.
APLICACIONES REPRESENTATLVAS, 15 5 Una forma alternativa para los momentos de segundo orden. 15 6 Distribuci n de Gauss asociada, Capitulo 12 Termodin mica qu mica. Reacciones qu micas Cap tulo 16 Termodin mica irreversible. Equilibrio qu mico, Grado de reacci n 16 1 Observaciones generales. Reacciones simult neas 16 2 Afinidades y flujos, Calor de reacci n 16 3 Sistemas markoffianos. La estabilidad y el principio de Le 16 5 Bases estad sticas de la reciprocidad de Onsager. Regla de las fases de Gibbs para sistemas qu micos. Reacciones qu micas en gases ideales, Dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura Capitulo 17 Efectos termoel ctricos y termomagneticos.
Calor de reacci n de las reacciones entre gases ideales. Aditividad de las reacciones Ecuaciones din micas, 17 2 Conductividades. 17 3 Efecto Seebeck y poder termoel ctrico, Cap tulo 13 Sistemas s lidos elasticidad 17 4 Efecto. 17 5 Efecto Thomson, 13 1 Deformaci n el stica 17 6 Ecuaciones din micas termomagneticas. Ecuaci n fundamental 17 7 Efectos termomagneticos, Contenido xv. Ap ndice A Algunas relaciones en que intervienen derivadas parciales. Ap ndice B Significado estad stico de la, Ap ndice C Equilibrio con ligaduras adiab ticas internas.
Ap ndice D Propiedades de los gases, Ap ndice E Propiedades de los s lidos y l quidos simples. Ap ndice F Varios procesos c clicos comunes PRIMERA PARTE. Ap ndice Las matrices y la forma cuadr tica de la estabilidad. Bibliograf a, Indice Principios generales, de la termodin mica cl sica. Cap tulos 1 1 1, 4 Conceptos b sicos y postulados, En consecuencia las medidas macrosc picas detectan de. Conceptos b sicos y postulados las coordenadas at micas El proceso matem tico de calcular el valor medio respecto. a una coordenada la elimina evidentemente de la formulaci n matem tica por. lo que podemos ver en principio de qu modo se reduce el n mero de ellas al. pasar del nivel de descripci n at mico al macrosc pico. Aunque el promedio estad stico reduce dr sticamente el n mero de variables. necesarias no las elimina todas De los par metros at micos originales un. peque o de ellos muy especiales sobreviven al proceso de determinaci n. de los valores medios y permanecen como par metros apropiados para la des. cripci n del sistema macrosc pico 0 dicho de otro modo de la multitud de coor. denadas at micas hay unas pocas que poseen la propiedad excepcional de ser. observables macrocc picamente El criterio formal para este peque o n mero de. coordenadas es un tanto sutil pero la idea general puede representarse por una. simple analog a, 1 1 Naturaleza de la termodin mica. La mec nica la electricidad y el magnetismo y la termodin mica son tres. divisiones paralelas de la f sica macrosc pica cl sica La manera en que surge. divisi n natural puede apreciarse considerando la naturaleza de las. macrosc picas y su relaci n con la estructura at mica fundamental de. la materia, Desde el punto de vista at mico una muestra macrosc pica de materia es.
un conglomerado de un n mero enorme de electrones y n cleos Una descripci n. matem tica completa de la muestra consiste pues en la especificaci n de las coor. denadas adecuadas para cada electr n y cada n cleo De este modo se requieren. del orden de coordenadas para describir el estado de un litro de alcohol. Ahora bien este tipo de descripci n es indudablemente v lido en cierto sentido. pero evidentemente no es la que considerar a adecuada el hombre que redacta. Contenido 9 3 Discontinuidad de la enlrop a calor latente 152 9 4 Lugares de las fases ecuaci n de Clausius Clapeyron 154 9 5 Estados metastables en las transiciones de fase 158

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