TERMODINAMICA
Está conformada por la unión de tres partes
claramente diferenciadas: el vocablo thermosque viene a definirse como “caliente”, el
sustantivo dinamos que es
equivalente a “fuerza” o a “poder”, y el sufijo –ico que
puede determinarse que significa “relativo a”.
Primera ley de la Termodinámica
También conocida como principio de conservación
de la energía para
la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien
este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
Visto de otra forma, esta ley
permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el
sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue
propuesta por Nicolas
Léonard Sadi Carnot en 1824, en su
obra Reflexiones sobre la
potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta
potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la
termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y
más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las
bases de la termodinámica.
La ecuación general de la
conservación de la energía es la siguiente:
Que aplicada a la termodinámica teniendo
en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:
Donde U es la energía interna del
sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el
trabajo realizado por el sistema.
Esta última expresión es igual de
frecuente encontrarla en la forma :
Ambas
expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas y su diferencia está
en que se aplique el convenio de signos IUPAC o el Tradicional (véase criterio de signos termodinámico).
- Positivo (+), para el trabajo y el calor que entran al sistema.
- Negativo (-), para el trabajo y el calor que salen del sistema.
1 era ley de la termodinámica(video)
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA (DIAGRAMA)
SEGUNDA LEY DE LA
Esta ley marca la dirección en la
que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la
imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, dice algo
así como que una mancha de tinta dispersada en el agua no puede volver a
concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la
imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo a otro sin
pérdidas. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una
magnitud física llamada entropía , de tal manera que, para un
sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la
variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
La aplicación más conocida es la
de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de
calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente
o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su
equivalente en el trabajo mecánico obtenido. Existen numerosos enunciados
equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de
Kelvin.
Enunciado de Clausius
En palabras de Sears es: «No
es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un
recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de
calor por un recipiente a temperatura más elevada».
Enunciado de Kelvin—Planck
Es imposible construir una
máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción
de energía desde un depósito, con la realización de una cantidad igual de
trabajo. Este enunciado afirma la imposibilidad de construir una máquina que
convierta todo el calor en trabajo.
2 da ley de la termodinámica (video)
SEGUNDA LEY DE TERMODINÁMICA (DIAGRAMA)
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