Introducción a la termodinámica

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¿Qué tienen en común la razón áurea (o número de Dios) y el ciclo de Carnot?, ¿qué es el demonio de Maxwell y por qué no existe?, ¿por qué sentimos más frío un metal que la madera, cuando se encuentran a la misma temperatura ambiente?, ¿por qué el cero absoluto de la temperatura no es compatible con la segunda ley de la Termodinámica?, ¿por qué podemos patinar sobre hielo y no sobre otro sólido cualquiera?, ¿cuál es la diferencia entre gas y vapor?, ¿ por qué el tubo de Ranque-Hilsch, un artefacto que divide un flujo de gas en uno caliente y otro frío, no viola la segunda ley de la Termodinámica? Éstas son algunas de las preguntas que se responden en este texto sin la necesidad de que el lector cuente con conocimientos matemáticos más allá del álgebra. De hecho, solamente se emplea la integral de la función inversa, la cual se da en términos de la suma de Riemann en uno de los apéndices. Asimismo, se explican a detalle las derivadas parciales y la diferencia total de una función, ya que este conocimiento es necesario para la comprensión y el manejo cabal de ésta y otras materias más avanzadas. Es decir, el presente libro logra un balance adecuado entre sencillez al abordar conceptos y el rigor matemático necesario. Además, enseña cómo utilizar ciertas herramientas matemáticas con el objetivo de comprender, según Einstein, la única teoría universal que jamás será desechada: la Termodinámica. 
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¿Qué tienen en común la razón áurea (o número de Dios) y el ciclo de Carnot?, ¿qué es el demonio de Maxwell y por qué no existe?, ¿por qué sentimos más frío un metal que la madera, cuando se encuentran a la misma temperatura ambiente?, ¿por qué el cero absoluto de la temperatura no es compatible con la segunda ley de la Termodinámica?, ¿por qué podemos patinar sobre hielo y no sobre otro sólido cualquiera?, ¿cuál es la diferencia entre gas y vapor?, ¿ por qué el tubo de Ranque-Hilsch, un artefacto que divide un flujo de gas en uno caliente y otro frío, no viola la segunda ley de la Termodinámica? Éstas son algunas de las preguntas que se responden en este texto sin la necesidad de que el lector cuente con conocimientos matemáticos más allá del álgebra. De hecho, solamente se emplea la integral de la función inversa, la cual se da en términos de la suma de Riemann en uno de los apéndices. Asimismo, se explican a detalle las derivadas parciales y la diferencia total de una función, ya que este conocimiento es necesario para la comprensión y el manejo cabal de ésta y otras materias más avanzadas. Es decir, el presente libro logra un balance adecuado entre sencillez al abordar conceptos y el rigor matemático necesario. Además, enseña cómo utilizar ciertas herramientas matemáticas con el objetivo de comprender, según Einstein, la única teoría universal que jamás será desechada: la Termodinámica. 

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1. Conceptos básicos de termodinámica
25. Ecuación de estado
51. Primera ley de la termodinámica
81. Entalpía
99. Procesos, la variable entropía y su vínculo con el calor
123. Ciclos termodinámicos
145. Segunda ley de la termodinámica
189. Equilibrios termodinámicos
203. Tercera ley de la termodinámica
213. La integral definida del inverso del volumen
217. Derivadas parciales
221. Diferencia total de una función
225. Transformadas de Legendre
229. La ecuación de estado de van der Waals
235. Condensación de un gas de van der Waals
243. El ciclo de Carnot y la razón áurea
247. El demonio de Maxwell
251. El tubo de vórtice de Ranque-Hilsch
257. Máquinas de calor endo-reversibles
263. Unidades físicas
269. Algunas constantes físicas de interés en unidades de SI


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1. Conceptos básicos de termodinámica

25. Ecuación de estado

51. Primera ley de la termodinámica

81. Entalpía

99. Procesos, la variable entropía y su vínculo con el calor

123. Ciclos termodinámicos

145. Segunda ley de la termodinámica

189. Equilibrios termodinámicos

203. Tercera ley de la termodinámica

213. La integral definida del inverso del volumen

217. Derivadas parciales

221. Diferencia total de una función

225. Transformadas de Legendre

229. La ecuación de estado de van der Waals

235. Condensación de un gas de van der Waals

243. El ciclo de Carnot y la razón áurea

247. El demonio de Maxwell

251. El tubo de vórtice de Ranque-Hilsch

257. Máquinas de calor endo-reversibles

263. Unidades físicas

269. Algunas constantes físicas de interés en unidades de SI