Entropia y 2da ley de Termodina

ENTROPIA Y SEGUNDA
LEY DE LA TERMODINÁMICA


EQUILIBRIO TERMODINÁMICO
El equilibrio comprende

El equilibrio Mecánico: no debe haber ninguna fuerza desequilibrada entre el sistema y el medio que lo rodea.

El Equilibrio Térmico: todas las partes del sistema debe estar a la misma temperatura, e igual a la del medio que lo rodea

El Equilibrio Químico: el sistema no debe sufrir cambiosespontáneos de su estructura interna.


PROCESO REVERSIBLE

El estado de un sistema que queda determinado por sus coordenadas termodinámicas, únicamente cuando este se encuentre en un estado de equilibrio termodinámico.

La ecuación de estado de un sistema, tiene sentido solamente cuando el sistema esta en un estado termodinámico.

En un estado que no se encuentra en equilibrio, enla cual las distintas regiones del sistema se encuentran a diferente temperatura o distinta presión no tiene sentido hablar de la ecuación de estado o de la presión y temperatura del sistema como un todo.

¿Pero que sucede cuando el sistema pasa de un estado a otro?
Hemos calculado el trabajo realizado por un gas ideal al expansionarse en un cilindro; durante esta expansión, el sistema nopuede encontrarse en un estado de equilibrio, por que encontrarse en dicho estado no podría comunicar una aceleración al pistón para ponerlo en movimiento.
Cuando se comunica calor a un sistema, el equilibrio térmico se rompe, por que para que exista flujo de calor, debe de aber una diferencia de temperatura entre dos puntos.

Por consiguiente, el paso de un estado a otro, parece implicar laexistencia de una de estados fuera de equilibrio. Sin embargo, al calcular el trabajo realizado al expansionarse un gas, utilizamos su ecuación de estado, admitiendo que siempre se encuentra en estado de equilibrio.

Es decir, nos encontramos en una aparente comparación, que podemos salvar al decir que hemos supuesto, aunque realmente no le hemos dicho, que el sistema se encuentra siempre en estadode equilibrio es infinitesimal. Además, si hacemos que el sistema reciba calor o realice trabajo a una velocidad suficientemente baja podemos conseguir que pase de un estado a otro de tal manera que en cada fase de la transformación de l sistema se aproxima a u posible estado de equilibrio, tanto como queremos.

Por tanto podemos decir que “es toda transformación durante la cual, el sistema seencuentra siempre en estado infinitamente próximo a uno de equilibrio”.

Un ejemplo de proceso reversible es la expansión adiabática de un gas en cerrado en un cilindro por medio de un pistón móvil Fig. 01.

El cilindro esta aislado térmicamente para que el gas no ceda ni reciba calor.

El pistón que aprisiona el gas se encuentra en equilibrio gracias a la fuerza F.

Sise reduce lafuerza muy lentamente, el pistón empieza desplazarse; el gas se expande dé tal manera que en cualquier instante su estado difiera solamente en un valor infinitesimal del estado en equilibrio.

Si a continuación se vuelve a aumentar la fuerza muy lentamente, la transformación se realiza en sentido contrario y el estado fina es el mismo que el inicial.F











Fig. 01

Un ejemplo de proceso reversible lo constituye la transformación de energía calorífica cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto.
El calor pasa espontáneamente de zona de mayor temperatura a menor temperatura, pero no hay ningún procedimiento sencillo de hacer que sé in vierta el sentido de flujo.


PROCESO CICLICO

Unproceso cíclico consta de una serie de transformaciones componentes durante las cuales se absorbe o cede calor y se efectúa un trabajo, pero al finalizar el ciclo, el sistema se encuentra en le mismo estado que al principio.

A lo largo de la curva abc el sistema esta dilatado y el área bajo la curva representa el trabajo realizado por el sistema (positivo) . A lo largo de la curva cda el sistema...