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1. Generalidades.

La termodinámica, la ciencia del aprovechamiento de la energía. Como ciencia, la termodinámica estudia las relaciones de energía que se presentan entre un sistema y sus alrededores.

Sistemas termodinámicos. Determinan la naturaleza sometida a estudio. Pueden ser: cerrados, abiertos y adiabáticos.

Las sustancias de trabajo que se utilizan en los sistemas termodinámicos pueden ser gaseosas, líquidas y sólidas y se caracterizan por propiedades del tipo intensivas o extensivas, cuyos cambios están determinados por las relaciones de energía entre el sistema y su entorno.

El calor específico Cp es una propiedad termodinámica de las sustancias puras o mezclas, de carácter intensivo, la cual determina la cantidad de energía que se necesita suministrar por gramo de sustancia para elevar su temperatura un grado Kelvin. Por consiguiente, las unidades del calor específico en el Sistema Internacional SI son J/g.K. La capacidad calorífica es una propiedad extensiva, lo que determina que su valor numérico depende de la masa de la sustancia utilizada. Tanto el calor específico como la capacidad calórica permiten determinar la cantidad de energía térmica o calor que entra o que sale del sistema a los alrededores bajo condiciones de cambios de temperatura.

Las propiedades termodinámicas de las sustancias están definidas por el estado del sistema, generalmente son medibles mediante manifesticiones macróscopicas del comportameinto de las sustancias, por ejemplo, la temperatura, la presión, el volúmen y la masa. Las mediciones de otras propiedades de las sustancias requieren de métodos más específicos, entre los cuales están los microscópicos e incluso los métodos matemáticos y estadísticos. Las mediciones de las propiedades de las sustancias se expresan en términos de patrones de unidades, definidos inicialmente por regiones, como el sistema inglés, y luego internacionalmente como el SI para unificar y generalizar la forma de identificar las propiedades de las sustancias. Entre estos patrones es posible hacer comparaciones y equivalencias mediante el uso de factores de conversión de unidades.

Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia y en su medición no interviene el tamaño, la extensión ni la longitud. Debido a su invariabilidad con la extensión del sistema, se relacionan directamente con el estado de las sustancias. Son ejemplos, la presión, la temperatura, la densidad, el calor específico, etc.

Las propiedades de las sustancias puras han sido investigadas y correlacionadas por una gran variedad de empresas y organizaciones y en la actualidad se disponen de software libre e información en la red con alto grado de confiabilidad. La forma más simple para trabajar las propiedades de las sustancias puras, cuando ellas forman parte de aplicaciones industriales, donde incluso, se presentan posibles cambios de fase durante los procesos, son las tablas de vapor.

Los Diagramas de fase de las sustancias puras. Son representaciones bidimensionales o tridimensionales de los estados y de las fases que se presentan en las sustancias puras, bajo condiciones de equilibrio y en función de propiedades termodinámicas mensurables, como la temperatura, el volumen y la presión.