Ensayo Segunda Ley de la Termodinámica

“Ensayo Segunda Ley de la Termodinámica”


“La segunda ley de la termodinámica es, sin lugar a dudas, una de las leyes más perfectas de la física. Cualquier violación reproducible de la misma, por pequeña que sea, supondría grandes riquezas para el descubridor, así como un viaje a Estocolmo. Los problemas energéticos del mundo se resolverían de un plumazo. No es posible encontrar ninguna otraley (excepto, quizás, las reglas de súperselección, como la conservación de la carga) para las que una violación propuesta generase más escepticismo que en este caso. Ni siquiera las leyes de Maxwell de la electricidad o la ley de gravitación de Newton son tan sagradas, para cada una de las cuales tiene correcciones mensurables que provienen de los efectos cuánticos o de la relatividad general. Laley ha llamado la atención de poetas y filósofos, y ha sido considerada como el mayor logro científico del siglo XIX. A Engels no le gustaba, ya que apoyaba la oposición al materialismo dialéctico, mientras que Pío XII la consideraba como una prueba de la existencia de un ser superior”.
- Ivan P. Bazarov (1916-2005), físico ruso.













INTRODUCCIÓN

Anteriormente tratamosla primera ley de la termodinámica en la cual la energía se conservase durante todo el proceso y ahora dejaremos eso de lado y pasaremos a la Segunda ley de la termodinámica y esta nos dice que los procesos ocurren con una cierta dirección y que ahora la energía cuenta con cantidad y calidad, algo que no habíamos considerado anteriormente.
Un proceso no puede existir si no cumple la primera ysegunda ley de la termodinámica.
Trataremos diversos temas tales como las máquinas térmicas, en qué consisten los depósitos térmicos, los procesos tanto reversibles como irreversibles, entre muchas otras cosas más.


















DESARROLLO
Depósitos de Energía Térmica
Para iniciar con el tema primeramente definiremos lo que son los depósitos térmico, debido a que para hacermás fácil el adentrarnos a la segunda ley de la termodinámica necesitamos considerar un cuerpo hipotético que posea una capacidad de energía térmica relativamente grande, esto es: masa X calor específico, que pueda ceder o absorber cantidades limitadas de calor sin sufrir cambios de temperatura. A este cuerpo se le dio el nombre de depósito de energía térmica ó depósito térmico.
Algunosejemplos de depósitos térmicos en la naturaleza y que son aprovechados por el hombre son como los ríos, mares, lagos y océanos, debido a la gran capacidad que tiene para almacenar energía o masas térmicas, otro ejemplo es la misma atmósfera.
Por ejemplo al arrojar grandes cantidades de sustancia a un río no se altera significativamente la temperatura del agua.
Un depósito térmico de dos fases el cualpuede absorber y liberar grandes cantidades de calor sin ser afectada la temperatura del depósito.
Los nombres son distintos dependiendo si liberan o absorben el calor, a los depósitos térmicos que liberan energía son llamados “fuente”, mientras que los que absorben calor son denominados “sumidero”. Comúnmente los depósitos de energía térmica también son llamados depósitos de calor debido a queproveen o absorben el calor.

Máquinas Térmicas
Los dispositivos necesarios para convertir el calor en trabajo se llaman máquinas térmicas y estas funcionan en 4 pasos principalmente los cuales son:
- Primeramente recibir calor proveniente de una fuente, no interesa que tipo de fuente sea, es decir, si trabaja con energía solar, eólica, etc.
-Convierten parte del calor a trabajo.
-El calorque no fue transformado en trabajo es mandado hacia el sumidero.
-Operan en un ciclo.
Claro está que que se requiere de un fluido para hacer trabajar todo el sistema interno de la máquina térmica, este fluido es llamado “fluido de trabajo” y es al cuál se le transfiere calor y experimenta un ciclo.

En un esquema general:










En Donde
= Es la cantidad de calor suministrada...