Leyes de la termodinamica

Leyes de la Termodinámica

1. Efecto del trabajo y la temperatura sobre la energía interna
Todos los cuerpos tienen una energía interna que puede ser alterada por ejemplo en el caso del trabajo, cuando ocurre por fricción o por golpes con otro objeto material, como el caso del martillo y el clavo se habla de un cambio de energía interna debido al trabajo. Por otra parte la temperatura afectaa la energía interna cuando hay un cambio en ella, ocurre el intercambio de energía cuando dos cuerpos están a diferentes temperaturas

Para entender cómo ocurre la transferencia de energía, imagina las superficies de los cuerpos en contacto y piensa que las partículas o átomos de una superficie están interactuando con los átomos de la otra, transfiriéndose así el movimiento producido por lasfuerzas que actúan sobre ambos.
En estos casos la energía interna de ambos cuerpos aumenta porque aumentó su temperatura, es decir aumentó la energía de sus partículas, a consecuencia del roce entre los cuerpos.

Un efecto del cambio de la energía interna por el trabajo o el calor es que aleja a sus átomos o moléculas entre si produciendo una expansión del material y una disminución de ladensidad, es decir una disminución de la masa del material por cada unidad de volumen ocupado

Equilibrio Térmico: Dos cuerpos están en equilibrio térmico cuando sus partículas no intercambian una cantidad neta de energía, siendo por consiguiente, iguales sus temperaturas


Ley Cero de la Termodinámica (de Equilibrio):
"Si dos objetos A y B están por separado en equilibrio térmico con untercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entre sí".

Como consecuencia de esta ley se puede afirmar que dos objetos en equilibrio térmico entre sí están a la misma temperatura y que si tienen temperaturas diferentes, no se encuentran en equilibrio térmico entre sí.

2. Primera Ley de la Termodinámica: Conservación de la energía
El incremento de la energía internade un sistema termodinámico es igual a la diferencia entre la cantidad de calor transferida a un sistema y el trabajo realizado por el sistema a sus alrededores.
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier volumen de control:

donde ΔU es el incremento de energía interna del sistema, Q es el calor cedido al sistema, y W es el trabajo cedido por el sistema a susalrededores.


3-. Segunda Ley de la Termodinámica. “el calor”

Cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico. Se tienen muchos enunciados de la segunda ley, pero se puede demostrar que son equivalentes entre sí.

Clausius  No es posible para una máquina cíclica llevarcontinuamente calor de un cuerpo a otro que esté a temperatura más alta, sin que al mismo tiempo se produzca otro efecto (de compensación). Él desecha la posibilidad del refrigerador, ya que éste implica que para transmitir calor continuamente de un objeto frío a un objeto caliente, es necesario proporcionar trabajo de un agente

Kelvin (con Planck)  es completamente imposible realizar una transformacióncuyo único resultado final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se encuentre a la misma temperatura. Este enunciado elimina nuestras ambiciones de la máquina térmica, ya que implica que no podemos producir trabajo mecánico sacando calor de un solo depósito, sin devolver ninguna cantidad de calor a un depósito que esté a una temperatura más baja
Los procesostermodinámicos se pueden clasificar en reversibles e irreversibles.

Proceso reversible: Es aquel en el que un sistema puede cambiar de un estado inicial a otro final a través de numerosas etapas de modo que el sistema pueda retornar hacia su etapa original. Se dice que estas etapas sucesivas están en equilibrio permanente.
Proceso irreversible: Ocurren espontáneamente en una dirección determinada con...