18 2nda Ley de la Termodin mica

Sección: 01

HEMAN

BHUYAN

Clase 18

1a Ley de la Termodinámica

∆U = Q − W
EC=0, EP=0
Q: energía agregada al sistema
W: trabajo realizado por el sistema
Es un enunciado de la conservación de energía

Cambio en la energía
total del sistema

=

Energía total que
entra en el Sistema

-

Energía total que
sale del sistema

Taza caliente de café se enfría cuando se expone a los alrededores.Calor

Energía perdida por el café = Energía adquirida por los alrededores.
Aquí, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple.
SIN EMBARGO, contrario no es cierto.
Sacar energía térmica del ambiente ≠ Café poniendo caliente.
Sin embargo, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple!
Calentar una habitación por la estufa eléctrica: pasando corriente
eléctrica a través de la resistencia.
Calor
IEnergía eléctrica suministrada al calentador = Energía transferida a
los alrededores (aire ambiente).
Aquí, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple.
SIN EMBARGO, contrario no es cierto.
Transfiriendo calor al cable ≠ Cantidad equivalente de energía
eléctrica generada en el alambre.
Sin embargo, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple!

H2 O

m
Calor

v
mg

Rueda de paletas gira a medida que lamasa cae y se agita el líquido dentro del
recipiente.
Disminución de la energía potencial de la masa = Aumento de la energía
interna del fluido.
Aquí, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple.
SIN EMBARGO, contrario no es cierto.
transferencia de calor a la rueda de paletas ≠ la subida de la masa.
Sin embargo, la Primera Ley de la Termodinámica se cumple!

Primera Ley de la Termodinámica
Noevidencia :: una gran diferencia entre calor y trabajo.
es imposible diseñar un dispositivo que tome
energía como calor y entregue igual cantidad
de energía como trabajo.
No distingue entre procesos que ocurren y procesos que no
ocurren en la Naturaleza.
No tiene ninguna restricción en la dirección
de un proceso que ocurre
Introducción de la Segunda Ley de la Termodinámica
se resuelve lainsuficiencia.

Segunda Ley de la Termodinámica
Establece que procesos ocurren y cuales no lo hacen.
Asegura que la energía tiene calidad tanto como cantidad.
la primera ley está relacionada con la cantidad de energía y sus
transformaciones y la segunda ley provee los medios para
determinar la calidad y el grado de degradación de la energía
durante un proceso.
Determina los límites teóricos de ejecuciónde sistemas de uso
común en Ingeniería como Máquinas Térmicas y refrigeradores.
Introduce el concepto de proceso reversible o irreversible
en el primer caso, el proceso puede ser invertido sin dejar rastros,
es decir el sistema y el entorno vuelven a su estado inicial al final
del proceso; en el otro caso, el entorno usualmente no vuelve a su
estado inicial.

Segunda Ley de la Termodinámicatrabajo

no trabajo

aplicando

calor

aplicando

calor

agua

agua

Se puede concluir que,
El trabajo puede ser convertida en calor.
Pero, convirtiendo calor para trabajar requiere
dispositivos especiales. Estos dispositivos se conocen
como Máquina térmica.

Segunda Ley de la Termodinámica
Máquina Térmica (MT)
recibe el calor desde un reservorio
caliente (mayor temperatura)

Reservorio
caliente
Qeconvierte parte de este calor en
trabajo
desecha (rechazar) el calor restante a
otro reservorio que está a menor
temperatura

Máquina

Qs

opera en un ciclo.
rol de la máquina térmica es procesar la
energía para realizar trabajo útil.
El trabajo generado será

Reservorio
frío

W = Qe − Qs

W

Algunas definiciones
Depósito de energía térmica o foco térmico: cuerpo con una
gran capacidad de energíatérmica que puede suministrar o
absorber cantidades finitas de calor sin que sufra ningún
cambio de temperatura.
Ejemplos: océanos, mares, la atmósfera, hornos industriales, etc.

Fuente: depósito o foco que suministra energía en forma
de calor.

Sumidero: depósito o foco que absorbe energía en forma
de calor.

Esquema básico de un sistema de potencia
operando a vapor

Qe

FUENTE O SOURCE...