Segunda ley de la termodinámica

Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan.

Alumnos:
Jair Martínez Urbano
Rubén Castro Martínez.

Catedrático:
Ing. José Isidoro Beltrán.

Título de la investigación:
Segunda ley de la Termodinámica.

Asignatura:
Termodinámica.

Carrera y grupo: Ingeniería Petrolera. 307-B.

Cosamaloapan, Ver. A 12 de diciembre de 2011.
Introducción.
En este documento de investigaciónabordaremos la segunda ley de la termodinámica y algunos otros temas relacionados con ella. Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunoscasos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para unsistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, queobtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.
Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.

Palabras Claves: Primera ley de laTermodinámica, segunda ley de la Termodinámica, máquina térmica, ciclo de Carnot, entropía, calor, procesos.

Índice.
Tema Página
Introducción & Palabras Claves.
4.1 Introducción a la segunda ley de la Termodinámica…………………...4
4.2 Depósitos de energía térmica………………………………………….....6
4.3 Máquinastérmicas…............................................................................7
4.4 Refrigeradores y bombas de calor……………………………………….9
4.5 Proceso reversible e irreversible………………………………………..12
4.6 El ciclo de Carnot y principios Carnot…………………………………..14
4.7 La escala termodinámica de temperatura……………………………...16
4.8 La máquina térmica de Carnot…………………………………………..18
4.9 El refrigerador y la bomba deCarnot…………………………………...21
4.10 La desigualdad de Clausius…………………………………………….26
4.11 Entropía…………………………………………………………………...27
4.12 El principio del incremento de entropía……………………………….29
4.13 Diagramas T-S y H-S……………………………………………………31
4.14 Las relaciones TdS………………………………………………………32
4.15 El cambio de entropía de sustancias puras…………………………..33
4.16 El cambio de entropía de líquidos y sólidos………………………….34
4.17 El cambio de entropíaen gases ideales……………………………...35
4.18 Eficiencias adiabáticas de algunos dispositivos de flujo
permanente………………………………………………………………36
4.19 Balance general de entropía…………………………………………...37
Conclusión……………………………………………………………………..38
Referencias citadas…………………………………………………………...39
4.1 Introducción a la segunda ley de la termodinámica.
La termodinámica trata las transformaciones de laenergía y sus leyes describen los límites dentro de los cuales se observa que ocurren dichas transformaciones. La primera ley establece que la energía se conserva en cualquier proceso y no impone ninguna restricción con respecto a la dirección en la que ocurre éste. Sin embargo, la experiencia indica la existencia de esta restricción, cuya formulación completa los fundamentos...