Leyes de la Termodinámica

Leyes de la termodinámica. 
 
Primera ley: 
Conservación de la energía. 
 
También  conocido  como   principio  de  conservación  de  la  energía  para   la  termodinámica, 
establece  que  si  se  realiza  trabajo  sobre  un sistema o bien éste 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 Antoine Lavoisier. 
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: 
 
Eentra − Esale = ΔEsistema 
 
Que  aplicada  a  la  termodinámica  teniendo  en   cuenta   el  criterio  de  signos  termodinámico, 
queda de la forma: 
 \ Q = \Delta U + \ W 
http://www.ingenieriaquimica.org/foros/leyes­la­termodinamica 
 
Segunda ley: 
Entropía ( desorden) 
 
Existen diferentes formas de enunciar la segunda ley de la termodinámica, pero en su versión 
más simple, establece que ​
“el calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un 
objeto caliente”​
.  
 
Forma de Kelvin – Planck de la segunda ley de la termodinámica.  
 En la práctica, se encuentra que todas las máquinas térmicas sólo convierten  
una pequeña fracción del calor absorbido en trabajo mecánico. Por ejemplo un  
buen motor de un automóvil tiene una eficiencia aproximada de 20% y los  
motores diesel tienen una eficiencia en el rango de 35% a 40%. En base a este  
hecho, el enunciado de Kelvin – Planck de la segunda ley de la termodinámica  es el siguiente:  
 
“es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no  
tenga otro efecto que absorber la energía térmica de una fuente y realizar la  
misma cantidad de trabajo​
”.  
 

 
 
Esto  es  equivalente  a  afirmar  que “es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo 
(móvil  perpetuo)  de segunda clase”,  es decir, una máquina que pudiera violar la segunda  ley de 
la  termodinámica.  (Una  máquina  de  movimiento  perpetuo  de  primera  clase  es  aquella  que 
puede  violar  la  primera  ley  de  la  termodinámica  (conservación  de  la  energía),  también  es 
imposible construir una máquina de este tipo). La figura 15.2 es un diagrama esquemático de  
una máquina térmica perfecta imposible de construir. 
 
Un  refrigerador  es  una  máquina térmica  que  opera  en  sentido  inverso,   como  se  muestra  de 
manera  esquemática  en  la  figura 15.3. La máquina absorbe calor QF de la fuente fría y entrega 
calor  QC  a  la  fuente cálida. Esto sólo puede ser posible si se hace trabajo sobre  el refrigerador. 
De  la  primera  ley,  se  ve  que  el  calor  cedido  a  la  fuente  caliente  debe  ser  igual  a  la  suma  del 
trabajo realizado  y  el  calor  absorbido  de  la  fuente  fría.  Por  lo  tanto,  se  ve  que  el  refrigerador 
transfiere calor del cuerpo más frío a un cuerpo más cálido (la cocina). 
 
Enunciado de Clausius de la segunda ley de la termodinámica.  
 
Resulta  deseable  construir  un  refrigerador  que  pueda  realizar  su  proceso  con  el  mínimo  de 
trabajo.  Si  se  pudiera  construir  uno  donde el  proceso  de   refrigeración  se  realice  sin  ningún 
trabajo,  se  tendría un refrigerador perfecto. Esto es imposible, porque  se violaría la segunda ley 
de  la  termodinámica,  que  es  el  enunciado  de  Clausius  de  la  segunda  ley  (Rudolf  Clausius, 
alemán, 1822­1888):  
 
 

“es imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro efecto que  transferir calor continuamente  de  un  cuerpo  hacia  otro,  que  se   encuentre   a  una  temperatura  más 
elevada”.  
En  términos  sencillos,  el  calor  no  puede  fluir  espontáneamente  de  un  objeto  frío  a  otro  cálido. 
Este  enunciado  de  la  segunda  ley  establece  la  dirección  del  flujo  de  calor  entre  dos  objetos  a 
diferentes  temperaturas.  El  calor  sólo  fluirá  del ...