TERMODINAMICA

TERMODINÁM
ICA
SEGUNDO PRINCIPIO

SEGUNDO PRINCIPIO DE LA
TERMODINAMICA



La segunda ley de la termodinámica da una definición
precisa de una propiedad llamada entropía. La
entropía puede considerarse como una medida de lo
próximo o no que se halla un sistema al equilibrio;
también puede considerarse como una medida del
desorden (espacial y térmico) del sistema. La segunda
ley afirma que laentropía, o sea, el desorden, de un
sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto,
cuando un sistema aislado alcanza una configuración
de máxima entropía, ya no puede experimentar
cambios: ha alcanzado el equilibrio. La naturaleza
parece pues "preferir" el desorden y el caos. Puede
demostrarse que el segundo principio implica que, si
no se realiza trabajo, es imposible transferir calor
desde unaregión de temperatura más baja a una
región de temperatura más alta.

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Aplicado este concepto a un fenómeno de la
naturaleza como por ejemplo la vida de las
estrellas, las mismas, al convertir el hidrógeno,
su combustible principal, en helio generan luz y
calor. Al fusionar los núcleos de hidrógeno en su
interior la estrella libera la energía suficiente
para producirlos a esa intensidad; sinembargo,
cuando intenta fusionar los núcleos de Helio no
consigue liberar la misma cantidad de energía
que obtenía cuando fusionaba los núcleos de
hidrógeno. Cada vez que la estrella fusiona los
núcleos de un elemento obtiene otro que le es
más inútil para obtener energía y por ende la
estrella muere, y en ese orden de ideas la materia
que deja atrás ya no servirá para generar otra
estrella. Es asícomo el segundo principio de la
termodinámica se ha utilizado para explicar el fin
del universo.

MAQUINAS TERMICAS


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Una máquina térmica es un dispositivo cuyo
objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello
utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua,
aire, gasolina) que realiza una serie
de transformaciones termodinámicas de forma
cíclica, para que la máquina pueda funcionar deforma continua. A través de dichas transformaciones
la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco
térmico) que transforma en trabajo.
El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto
del Segundo Principio vino motivado por la
necesidad de aumentar la cantidad de trabajo
producido para una determinada cantidad de calor
absorbido. De forma empírica, se llega así al primer
enunciado del SegundoPrincipio

ENUNCIADO DE KELVIN-PLANCK

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“No es posible ninguna
transformación cíclica que transforme
íntegramente el calor absorbido en
trabajo”



Este enunciado afirma la imposibilidad
de construir una máquina que convierta
todo el calor en trabajo. Siempre es
necesario intercambiar calor con un
segundo foco (el foco frío), de forma que
parte del calor absorbido se expulsa
como calor dedesecho al ambiente.

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O sea que la cantidad de energía que no
ha podido ser transformada en trabajo
debe cederse en forma de calor a otro
foco térmico, es decir, una máquina debe
trabajar al menos entre dos focos
térmicos. El esquema más sencillo de
funcionamiento es entonces el siguiente:

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Absorbe una cantidad de calor Q1 de un
foco caliente a una temperatura T1
Produce una cantidad detrabajo W
Cede una cantidad de calor Q2 a un foco
frío a una temperatura T2

TEOREMA DE CLAUSIUS
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“Es imposible construir una máquina
cíclica, que no tenga otro efecto
que transferir calor continuamente de
un cuerpo hacia otro, que se encuentre
a una temperatura más elevada”.
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En términos sencillos, el calor no puede
fluir espontáneamente de un objeto frío
a otro cálido. Este enunciado de lasegunda ley establece la dirección del
flujo de calor entre dos objetos a
diferentes temperaturas. El calor sólo
fluirá del cuerpo más frío al más cálido
si se hace trabajo sobre el sistema.

EQUIVALENCIA
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Es fácil comprobar de forma análoga que para
un refrigerador que no cumpla el enunciado
de Clausius también resulta una variación de
entropía del universo negativa.
Las dos figuras...