Baño térmico

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda

En termodinámica, un baño térmico es un sistema (S) cuya capacidad calorífica es tan grande que, cuando se halla en contacto con un sistema de prueba ( \Sigma ), la temperatura de (S) permanece constante. Se trata de un sistema ideal que constituye una reserva infinita de energía.

Justificación[editar]

Sea (S) un baño térmico de volumen constante a temperatura T_0. Si el baño térmico se pone en contacto con el sistema de prueba ( \Sigma ), y recibe el calor elemental \delta Q, la energía interna U del baño térmico varía según:

 dU \ = \ \delta Q

conforme al primer principio de la termodinámica. Si el volumen del baño térmico permanece constante, se cumple:

 dU \ = \ C_V \ dT_0

donde C_V es la capacidad calorífica a volumen constante del baño térmico y dT_0 su incremento de temperatura. De la definición capacidad calorífica a volumen constante se obtiene:

dT_0 \ = \ \frac{\delta Q}{C_V}

Por lo tanto, para que el incremento de temperatura del baño térmico sea nulo, la capacidad térmica del baño térmico tiene que ser infinita:

C_V \ = \ + \ \infty

Dado que la capacidad térmica a volumen constante es una magnitud extensiva, el número de moles del baño térmico tiene que ser infinito:

n \ = \ \frac{C_V }{C_{V_m}} \ = \ + \ \infty

En la práctica, la condición para que un sistema (S) se considere un baño térmico respecto a otro ( \Sigma ), radica en que el número de moles de (S) sea superior al número de moles de ( \Sigma ) en varios órdenes de magnitud.

n_{(S)} \ \gg \ n_{(\Sigma)}


Véase también[editar]