PRINCIPIO II DE LA TERMODIN MICA

PRINCIPIO II DE LA TERMODINÁMICA

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Ing. MARTIN SIFUENTES INOSTROZA

PRINCIPIO II DE LA TERMODINÁMICA

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Nadie entiende del todo bien el 2do principio de la termodinámica. Para poder
entender mejor, hablaremos del 2do principio en forma poco rigurosa.

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CONCEPTO DE 2DO PRINCIPIO
El 2do principio de la termodinámica tiene 20 formas diferentes de ser enunciado.
Algunos de esos enunciados(los más importantes) son:
1 – El trabajo se puede transformar totalmente en calor. El calor no puede ser
transformado totalmente en trabajo.
2 – El calor pasa siempre de los cuerpos de mayor temperatura a los cuerpos de
menor temperatura.
3 – El desorden de un sistema siempre aumenta.

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MÁQUINAS TÉRMICAS
• Una máquina térmica es una especie de aparato que
transforma calor en trabajo.
• Si auna máquina térmica se le entrega calor, ella
entrega trabajo. Estas máquinas térmicas funcionan
con una fuente fría y una fuente caliente. La fuente
caliente suele ser una caldera a donde se suministra
combustible. La fuente fría suele ser la atmósfera. Por
ejemplo, las viejas máquinas de vapor, las locomotoras
antiguas, los motores de los autos. En realidad
cualquier máquina que funcione concalor es una
máquina térmica. Por ejemplo una heladera también
es una máquina térmica.

PRINCIPIO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA
• En principio una máquina térmica es ser un aparato
hecho con tuercas y tornillos como una locomotora o
el motor de un auto; pero en realidad una máquina
térmica es cualquier cosa que agarra calor y lo
transforma en trabajo.
• Visto de esta manera, el cuerpo humano también esuna maquina térmica: Si se le da calor al cuerpo en
forma de energía química con los alimentos; él lo
transforma en trabajo. Ese trabajo puede ser andar en
bicicleta, subir una montaña o lo que sea.

• En la práctica para resolver los problemas, podemos
considerar como ejemplo una máquina térmica que consta de
un cilindro con gas al que se le entrega calor, el gas se
expande, el pistón del cilindrose mueve y con ese movimiento
uno puede realizar un trabajo.

• Desde el punto de vista de la termodinámica uno dice que
tiene un sistema que es un gas encerrado dentro de un
cilindro. Ese gas recibe calor de una fuente de calor. Lo llamo
Q ENTRA . La máquina usa ese calor Q ENTRA para expandir
el gas. El gas se expande y genera un trabajo W. Pero todo el
calor Q ENTRA no puede ser aprovechado.Hay una parte que
se pierde y se va a la atmósfera. A ese calor desaprovechado
lo llamo Q SALE .
Q sale

W

Q entra

• No hay que complicarse mucho. Todo este asunto de tener un
cilindro con un gas encerrado al que se le entrega calor y
realiza trabajo es la famosa máquina térmica. Se lo simboliza
así:

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La máquina térmica evoluciona siguiendo ciclos. Esto está bien
porque el gas que estáadentro se calienta, se expande, realiza
trabajo, se enfría y finalmente se contrae. Ahí se le vuelve a
entregar calor y el ciclo vuelve a empezar.
*) El sistema es el gas.

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De acá sacamos una conclusión importante que es esta: Como el
gas de adentro evoluciona haciendo ciclos, ∆Ugas = 0.
Cuando digo ∆Ugas = 0 quiero decir que para la máquina térmica
∆U = 0. Esto es así porque en realidad lamáquina térmica es el
gas que tiene adentro.

RENDIMIENTO DE CARNOT

RENDIMIENTO REAL DE UNA MÁQUINA TERMICA

CONCEPTO DE ENTROPÍA

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Se puede aproximar un ciclo reversible cualesquiera (en color
negro) por una línea discontinua en forma de diente de sierra
formada por adiabáticas (color azul) e isotermas (color rojo) tal
como se muestra en la figura. Se cumplirá entonces que :

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Si losciclos son infinitesimales, entonces:

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Se define entropía como una función de estado y por lo tanto, la
variación de entropía a lo largo de un camino cerrado es 0

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Las variaciones de entropía en la transformación 1-2 es

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Si la temperatura T es constante, la variación de entropía es el
cociente entre el calor y la temperatura

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En un ciclo reversible, la variación de entropía es cero. En...