Segunda ley
Páginas: 7 (1588 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2010
2.6. SEGUNDA LEY DE TERMODINAMICA:
La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliríala primera ley.
En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica.
La segunda ley de la termodinámica, que se puede enunciar de diferentes formas equivalentes, tiene muchas aplicaciones prácticas. Desde el punto de vista de la ingeniería, tal vez la más importante es en relación conla eficiencia limitada de las máquinas térmicas. Expresada en forma simple, la segunda ley afirma que no es posible construir una máquina capaz de convertir por completo, de manera continua, la energía térmica en otras formas de energía.
La segunda ley de termodinámica en su versión más simple, establece que:
“El calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un objeto caliente”.Se debe tener tres aspectos importantes con relación a la segunda ley:
a) Ningún cuerpo es capaz de entregar calor en forma espontanea a otro cuerpo de mayor temperatura, existiendo la posibilidad de forzarlo a ello si es que previamente en él se invierte trabajo.
b) No existe máquina térmica que sea capaz de convertir en forma continua todo el calor en trabajo.
c) No existeninguna máquina térmica cuya eficiencia sea mayor del 100%, es decir:
“Es imposible reducir la temperatura de un sistema al cero absoluto
(0k), en un número finito de operaciones.”
Entre las utilidades de la Segunda Ley podemos citar:
1) Predecir la “dirección” de los procesos.
2) Establecer las condiciones de equilibrio.
3) Determinar lasmejores prestaciones teóricas de ciclos y motores térmicos.
4) Cuantificar el alejamiento al caso óptimo en máquinas reales.
5) Definir una escala absoluta de temperatura (independiente de la sustancia termométrica).
La segunda ley tuvo diversas formas o enunciados, entre las más conocidas tenemos:
* Forma de Kelvin – Planck de la segunda ley de la termodinámica.
Enla 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”.
Figura A Figura B Figura C
Representación Representación esquemáticaRepresentación
esquemática de una de una máquina térmica esquemática de un máquina térmica. imposible de construir. refrigerador.
Esto es equivalente a afirmar que “es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo (móvil perpetuo) de segunda clase”, esdecir, 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 B es un diagrama esquemático de una máquina térmica perfecta imposible de construir. Un refrigerador es una...
La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliríala primera ley.
En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica.
La segunda ley de la termodinámica, que se puede enunciar de diferentes formas equivalentes, tiene muchas aplicaciones prácticas. Desde el punto de vista de la ingeniería, tal vez la más importante es en relación conla eficiencia limitada de las máquinas térmicas. Expresada en forma simple, la segunda ley afirma que no es posible construir una máquina capaz de convertir por completo, de manera continua, la energía térmica en otras formas de energía.
La segunda ley de termodinámica en su versión más simple, establece que:
“El calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un objeto caliente”.Se debe tener tres aspectos importantes con relación a la segunda ley:
a) Ningún cuerpo es capaz de entregar calor en forma espontanea a otro cuerpo de mayor temperatura, existiendo la posibilidad de forzarlo a ello si es que previamente en él se invierte trabajo.
b) No existe máquina térmica que sea capaz de convertir en forma continua todo el calor en trabajo.
c) No existeninguna máquina térmica cuya eficiencia sea mayor del 100%, es decir:
“Es imposible reducir la temperatura de un sistema al cero absoluto
(0k), en un número finito de operaciones.”
Entre las utilidades de la Segunda Ley podemos citar:
1) Predecir la “dirección” de los procesos.
2) Establecer las condiciones de equilibrio.
3) Determinar lasmejores prestaciones teóricas de ciclos y motores térmicos.
4) Cuantificar el alejamiento al caso óptimo en máquinas reales.
5) Definir una escala absoluta de temperatura (independiente de la sustancia termométrica).
La segunda ley tuvo diversas formas o enunciados, entre las más conocidas tenemos:
* Forma de Kelvin – Planck de la segunda ley de la termodinámica.
Enla 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”.
Figura A Figura B Figura C
Representación Representación esquemáticaRepresentación
esquemática de una de una máquina térmica esquemática de un máquina térmica. imposible de construir. refrigerador.
Esto es equivalente a afirmar que “es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo (móvil perpetuo) de segunda clase”, esdecir, 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 B es un diagrama esquemático de una máquina térmica perfecta imposible de construir. Un refrigerador es una...
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