Introducción a la Física

La máquina térmica:
Es un dispositivo que toma calor de una fuente caliente y lo hace fluir hacia un sector de baja temperatura. La primera fue la de vapor, desarrollada alrededor de 1700 por un herrero llamado Thomas Newcomen.
Poseen un sistema de funcionamiento de funcionamiento, que se desprende del segundo principio de la termodinámica: parte del calor es aprovechado y convertido entrabajo mecánico, mientras el resto se "diluye" y es descartado como energía de desecho. Los motores de combustión interna son maquinas térmicas, al igual que los refrigeradores.
El rendimiento o eficiencia:
Sadi Carnot estudio las evoluciones en las maquinas térmicas y descubrió que su rendimiento o eficacia se puede cuantificar.
El rendimiento ideal (e) se puede obtener donde T es latemperatura de la fuente caliente y T(f), la de la fuente fría.
Llegó a esta conclusión al estudiar una evolución a ciclo cerrado, el estado termodinámico inicial es igual al estado final. En la practica, los procesos reversibles son imposibles de lograr; pero hay algunos que se aproximan. No existe ninguna máquina que posea el rendimiento ideal, un limite superior de rendimiento para una máquinatérmica.
Los factores de los automóviles poseen un rendimiento ideal de el 60%; pero en la práctica, se reduce menos de la mitad. Se podría mejorar el rendimiento aumentando la temperatura de la fuente caliente; aunque esto tiene algunas desventajas: los efectos térmicos sobre los materiales.
Entropía y degradación de la energía:
Imaginémonos un resorte en el espacio, al cual se estira y de dejaen libertad. Comienza a vibrar intercambiando sus energías potencial y cinética una y ora vez. La energía mecánica se transforma en energía desorganizada, que eleva la temperatura del resorte. Los cambios espontáneos están siempre acompañados de una redistrubucion de la energía hacia una forma más desordenada, tienden a aumentar su entropía.
La energía se degrada, toda la energía total sedisipó en forma de calor. La energía inicial se transformó en energía térmica que no puede recuperarse. Se ha degradado de manera de que ya no se la podrá recuperar para realizar trabajo mecánico.
Los cambios de la entropía:
La entropía cuando un cuerpo caliente transfiere calor a otro frío. Ambos cuerpos están encerrados dentro de un recipiente adiabático. La diferencia de temperatura hace que latransferencia de calor sea irreversible. Si los cuerpos son tan grandes que al ceder o recibir una pequeña cantidad de calor Q sus temperaturas no cambian. Cada cuerpo cede o recibe este calor en forma reversible.
El cambio de entropía para el cuerpo frío será entonces positivo, mientras que el del cuerpo caliente será negativo. El cambio total de entropía será la suma de ambos.
Orden y desordende la energía de un sistema: Analicemos qué ocurre cuando se agrega una gota de tinta en un vaso de agua. El sistema mantiene su temperatura y el estado macroscópico no cambia. La tinta se difunde y forma una solución homogénea. Esto se debe a que la tinta uniformemente distribuidas resulta ser mucho más probable que otros.
Estados macroscópico y microscópico en un sistema:
Las propiedades quemedimos en un sistema son el promedio de los estados microscópico, las posiciones y las velocidades de cada uno de los atomos.Estos se trasladan, vibran o rotan con una rapidez que depende de la temperatura, las interacciones físicas químicas que los vinculan.
Al trasladarse y chocar, o al vibrar o rotar las moléculas contiguas, los movimientos se trasmiten de unas a otras de manera compleja.Elconocimiento de estos movimientos es imposibles con los sistemas macroscopicos.Las propiedades macroscópicas de un sistema en equilibrio permanece constante. Hay múltiples estados microscópicos compatibles con un estado macroscópico determinado.Boltzmann interpreto la entropía como una medida del numero de estados microscópicos asociados con un estado macroscópico particular.Cuantos mas estados...