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La termodinámica estudia el calor, la temperatura y cómo se convierte la energía térmica en trabajo. Explica por qué el agua tarda en calentarse, qué es la temperatura a nivel molecular, cómo funciona el motor de un coche y por qué ninguna máquina puede aprovechar todo el calor que recibe.

Las ideas clave del bloque

Calor y temperatura

El calor fluye del cuerpo caliente al frío. Para cambiar la temperatura, Q=mcΔTQ = m c \Delta T; para cambiar de estado, Q=mLQ = m L, sin que cambie la temperatura.

Teoría cinética

La presión es el efecto de los choques de las partículas contra las paredes y la temperatura mide su energía cinética media: pV=nRT⟨Ec⟩=32kTpV = nRT \qquad \langle E_c\rangle = \tfrac32 kT

Primer principio

Q=W+ΔUQ = W + \Delta U La energía se conserva: el calor que recibe un gas se reparte entre el trabajo que hace y el aumento de su energía interna.

Segundo principio

Ninguna máquina térmica entre dos focos supera el rendimiento de Carnot, η=1−Tf/Tc\eta = 1 - T_f/T_c. En un sistema aislado la entropía nunca disminuye: por eso los gases se mezclan solos y nunca se separan.

Orden recomendado

1

Calorimetría

Mezcla agua, hielo, vapor o metales en un calorímetro y mira la temperatura de equilibrio.
2

Teoría cinética

Cientos de partículas chocando en un recipiente con émbolo: mide la presión y compárala con pV = NkT.
3

Ciclos termodinámicos

Otto, Diesel, Brayton, Carnot y Stirling en diagramas p-V y T-S con el calor y el trabajo de cada tramo.
4

Motor de cuatro tiempos

Un motor de gasolina en 3D, de un cilindro o V8, con el ciclo Otto dibujándose en el diagrama p-V.
5

Difusión de gases

Quita la pared entre dos gases y mira cómo se mezclan, por qué el ligero se difunde antes y cómo crece la entropía.

Temas de este bloque

Calorimetría

Calorimetría explicada: Q = m·c·ΔT, calor latente, cambios de estado, temperatura de equilibrio en un calorímetro y cómo resolver problemas con hielo, con ejemplos resueltos.

Teoría cinética

Teoría cinética de los gases: la presión como choques, la temperatura como energía cinética, pV = NkT, leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac y distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann.

Ciclos termodinámicos

Ciclos termodinámicos en diagramas p-V y T-S: procesos adiabáticos, isotermos, isócoros e isóbaros, primer principio en cada tramo, rendimiento de cada ciclo y límite de Carnot.

Motor de cuatro tiempos

Cómo funciona un motor de gasolina de cuatro tiempos: pistón, biela, cigüeñal y válvulas, ciclo Otto en el diagrama p-V, cilindrada, relación de compresión, rendimiento y orden de encendido.

Difusión de gases

Por qué dos gases se mezclan solos y nunca se separan: difusión, ley de Graham, velocidad de las moléculas según su masa, irreversibilidad y entropía de mezcla, con ejemplos.

Simuladores de termodinámica en Simulab

Calorimetría

Mezcla agua, hielo, vapor o metales en un calorímetro y mira la temperatura de equilibrio.

Teoría cinética

Cientos de partículas chocando en un recipiente con émbolo: mide la presión y compárala con pV = NkT.

Ciclos termodinámicos

Otto, Diesel, Brayton, Carnot y Stirling en diagramas p-V y T-S con el calor y el trabajo de cada tramo.

Motor de cuatro tiempos

Un motor de gasolina en 3D, de un cilindro o V8, con el ciclo Otto dibujándose en el diagrama p-V.

Difusión de gases

Quita la pared entre dos gases y mira cómo se mezclan, por qué el ligero se difunde antes y cómo crece la entropía.
Última modificación el 6 de octubre de 2026