Análisis de fluidos de Van der Waals mediante la geometrotermodinámica

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dc.contributor.advisorGutiérrez Piñeres, Antonio Calixto
dc.contributor.advisorEscamilla Herrera, Lenin Francisco
dc.contributor.authorGómez Romero, Juan José
dc.contributor.evaluatorPáez González, Carlos José
dc.contributor.evaluatorSánchez Moreno, Alberto
dc.date.accessioned2022-11-15T00:09:46Z
dc.date.available2022-11-15T00:09:46Z
dc.date.created2022-11-01
dc.date.issued2022-11-01
dc.description.abstractDurante los últimos años, la geometría y la topología diferencial han tenido una amplia lista de aplicaciones en física, química, e ingeniería; donde las propiedades de los sistemas han sido representadas por medio de conceptos geométricos como: variedades, métricas, conexiones, fibrados tangentes, entre otros. Esta representación ha sido implementada extensivamente en el contexto de la termodinámica. En el presente trabajo de grado se usa la formulación invariante de Legendre denominada geometrotermodinámica (GTD) para estudia las propiedades de un fluido de Van der Waals reducido por medio de argumentos puramente geométricos, con el propósito de presentar un punto de vista novedoso para el estudio de sistemas termodinámicos. En primer lugar, se realiza una revisión bibliográfica de la geometría riemanniana de contacto, la cual es usada para representar los postulados empíricos de la termodinámica mediante estructuras geométricas. Seguido de esto, se construye el formalismo de la GTD, donde se enfatiza en la interpretación física de los elementos geométricos. Adicionalmente, se demuestra que la GTD posee una estructura relativista inherente y se discuten las limitaciones del formalismo al momento de exhibir las propiedades físicas de un sistema. Con tal de identificar las propiedades termodinámicas que sí se ven reflejadas en la formulación se estudian los fluidos de Van der Waals, los cuales son construidos a partir de un potencial de Lennard-Jones y por medio de un tratamiento estadístico se halla su ecuación fundamental reducida, en la cual se encuentra toda al información termodinámica del sistema sin necesidad de precisar los parámetros de VdW. Luego, usando la ecuación fundamental se desarrolla el análisis de los fluidos de VdW en el contexto de la GTD, donde se demuestra que las condiciones para las transiciones de fase están descritas por medio de las singularidades de curvatura. Los resultados obtenidos son contrastados con los presentados por otras formulaciones geométricas, demostrando que la GTD es el formalismo más completo para el estudio de sistemas termodinámicos. Finalmente, se reafirman las ventajas obtenidas al usar este nuevo punto de vista de la termodinámica junto a las posibilidades que presenta para estudiar sistemas que no han sido estudiados desde la formulación clásica y generar ecuaciones de estado para los mismos.
dc.description.abstractenglishGeometrothermodynamics is a modern geometrical formulation of classical thermodynamics, which has the virtue of being Legendre invariant. With this formalism, an innovative perspective is archived for the study of thermodynamical properties by relating them directly with purely geometrical concepts. A detailed study of a collection of physical systems was conducted in this context in order to evince its utility, limitations, and implementation method. Above all, the Van der Waals fluid is highlighted by its phase transitions, which are found to be given by the curvature singularities of the thermodynamical equilibrium space. These findings suggest that the formalism can be used to analyze a collection of previously unstudied systems in classical thermodynamics.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12045
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.subjectGeometrotermodinámica
dc.subjectEstructura Riemanniana de contacto
dc.subjectGas ideal
dc.subjectFluidos de Van der Waals
dc.subjectPropiedades geométricas
dc.subject.keywordLegendre Invariance
dc.subject.keywordCurvature Singularities
dc.subject.keywordThermodynamical Properties
dc.subject.keywordGeometric Thermodynamics
dc.subject.keywordPhase Transitions
dc.titleAnálisis de fluidos de Van der Waals mediante la geometrotermodinámica
dc.title.englishRevisiting the Van der Waals fluid by means of the geometrothermodynamics formalism
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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