Leyes de la termodinamica

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LEYES DE LA TERMODINAMICA |
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL |
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Ensayo del trabajo leyes de la termodinámica del autor Leopoldo García Colín |
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ISAIAS GODINEZ AMADOR |
2FM2 |
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Dentro de este trabajo, es muy evidente el objetivo del autor en hacer del conocimiento del lector que las leyes de la termodinámica son tres axiomas universales que gobiernan a todos los procesosnaturales en los cuales una forma de energía se transforma en otra.
Nos muestra que estas leyes han se han venido concretando a través del tiempo por experiencias prácticas válidas para sistemas físicos, químicos o biológicos.
Nos muestra una vez más tal como lo en el libro de la máquina de vapor al cero absoluto, que fueron las únicas leyes que no fueron alteradas por las dos grandes revoluciónescientíficas del siglo XX: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
Desde estudios realizados en el siglo XVIII por Sadi Carnot, donde nos hace notar que no es posible Convertir calor en trabajo ilimitadamente.
Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabático, la variación de la Energía debeser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q (calor) como:
Q = ΔE − W
Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica elcalor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
Ensu forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:
ΔE = Q + W
Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) – Trabajo efectuado por el sistema (W). Está ley tan importante, surgió gracias al trabajo de Carnot, él creó una maquina que contiene dos virtudes muy importantes: opera en ciclos, o sea cualquier sustancia que este en la maquina siempreregresara a su estado inicial; y esta máquina es reversible, esto quiere decir, que el proceso que tiene lugar en un ciclo puede recorrerse en una dirección u otra. En palabras más fáciles de entender con esto nos quiere decir que la maquina puede operar como térmica o como un refrigerador. Esta máquina opera absorbiendo una cierta cantidad de calor de un cuerpo caliente y cediendo otra ciertacantidad a un cuerpo más frio. Carnot establece que la eficiencia con que opera una maquina térmica puede producir un trabajo y que solamente dependerá de las temperaturas de los cuerpos con los que esta operando. Muchos científicos tienen una idea errónea decían que esta ley daba el principio de la conservación de la energía.
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
La primera ley nos explica que laenergía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Como por ejemplo: Si se acerca un sistema caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede suceder al contrario, de todos modos se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.
En la naturalezahay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica, que tiene dos conceptos equivalentes: el primero concepto es de Kelvin-Planck; dice que es imposible construir una maquina térmica que operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de...
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