Termo

INTRODUCCION

La Segunda Ley de la Termodinámica se ha formulado de diversas maneras, aquí seguiremos la formulación basada en máquinas térmicas. Existen en la naturaleza una variedad de de procesos en los que se cumple la Primera Ley pero que ocurren en una sola dirección, o sea que no se dan en el sentido inverso al observado: Un cubo de hielo que se derrite alcolocarse en una taza de agua caliente. La igualación de los niveles de agua en dos depósitos a que estaban a diferente nivel y a la misma presión. La apertura de un depósito con gas a presión mayor que la exterior. La ruptura de un vaso de vidrio. Ninguno de los fenómenos anteriores se invierte sin un aporte externo de energía, no hay espontaneidad en el procesoinverso. Antes de plantear la Segunda Ley, es necesario fijar dos conceptos previos: reversibilidad y máquinas térmicas. Un proceso es reversible si, una vez producido, es posible retornar al estado inicial pasando por los mismos estados intermedios, e invirtiendo todas las interacciones con el entorno, de forma que en el entorno no quede ningún efecto del proceso completo deida y vuelta. Para que esto se cumpla las condiciones son: Proceso cuasiestático (es decir, todos los estados intermedios son de equilibrio). Sin efectos disipativos (que son los únicos cuyo signo no puede invertirse, siempre es Wd < 0). Ejemplos de procesos reversibles: Expansión o compresión controlada. Movimiento sin fricción De formación elástica de un sólidoCircuitos eléctricos de resistencia cero Efectos de polarización y magnetización Descarga controlada de una pila Procesos internamente reversibles: Un proceso sin irreversibilidades dentro del sistema, aunque e hay irreversibilidades a ambos lados de la frontera del sistema. La mayoría de los procesos que estudiamos en termodinámica son internamente reversibles. Ejemplos deprocesos irreversibles: • Resistencia eléctrica, Deformación inelástica, Ondas de choque, Efectos de histéresis, Flujo viscoso de un fluido, Amortiguamiento interno de un sistema en vibración, Fricción sólido-sólido, Expansión sin restricciones de un fluido, Flujo de fluidos a través de válvulas y filtros porosos (laminado o estrangulamiento), Reacciones químicas espontáneas. Máquinas térmicasson sistemas compuestos, formados por los subsistemas siguientes: 1) Máquina: un sistema cerrado a través del cual un fluido describe un proceso cíclico cuasiestático. 2) Focos: sistemas cerrados de temperatura constante, que no se altera por una extracción o aportación continuada de calor. Una máquina térmica puede operar con varios focos a distintas temperaturas, el conjunto es unaproducción neta de trabajo.






MAQUINAS TERMICAS.

Una máquina térmica es un dispositivo que convierte energía térmica en otras formas útiles de energía, como la energía eléctrica y mecánica. Hace que una sustancia de trabajo recorra un proceso cíclico durante el cual:
• Se absorbe calor de una fuente a alta temperatura.
• La máquina realiza un trabajo
• Libera calor a una fuente atemperatura más baja.

En un proceso característico para producir electricidad en una planta de potencia, el carbón o algún otro tipo de combustible se quema y el calor generado se utiliza para producir vapor de agua. El vapor se quema y el calor generado se utiliza para producir vapor de agua. El vapor se dirige hacia las aspas de una turbina, poniéndola a girar. Por último, la energíamecánica asociada a dicha rotación se usa para mover un generador eléctrico. El motor de combustión interna en un automóvil extrae calor del combustible en combustión y convierte una fracción de esta energía mecánica.
Una máquina térmica transporta alguna sustancia de trabajo a través de un proceso cíclico, definido como aquel en el que la sustancia regresa a su estado inicial. El trabajo...