La ley de termodinamica

La Segunda Ley de la Termodinamica
Existen fenómenos que a pesar de respetar la ley de conservación de la energía no ocurren en la práctica, en particular los procesos irreversibles ocurren en forma espontanea mientras que la inversión temporal de los mismos jamás ocurre (aun cuando dicha inversión temporal respete la primera ley).
La Segunda Ley de la termodinámica incorpora este hecho a latermodinámica.
Postulado 1 (La segunda Ley según Lord Kelvin) No existe una transformación termodinámica cuyo único efecto consista en extraer una cantidad de calor de un baño térmico para convertirla completamente en trabajo
Postulado 2 (La segunda Ley según Clausius) No existe una transformación termodinámica cuyo único efecto consista en extraer una cantidad de calor de un baño térmico paraentregarla a otro baño térmico mas caliente.

Maquinas Termicas
Una maquina térmica es un sistema termodinámico que sufre un proceso cíclico
En que el sistema lleva a cabo las siguientes acciones
1. Absorbe una cantidad de calor Q2 de un baño térmico a temperatura T2
2. Entrega una cantidad de calor Q1 a un baño térmico a temperatura T1 < T2 y
3. Realiza una cierta cantidad de trabajo WDefinición 2 La eficiencia de una maquina térmica es el cociente entre el trabajo realizado por la maquina y el calor que esta absorbe, es decir:

n = W
Q2
La escala termodinámica de la temperatura
En las consideraciones que hemos tomado para un Ciclo de Carnot no hemos tomado en cuenta las propiedades de fluidode trabajo. Este no está limitado al uso de un gas ideal y puede ser cualquier medio. Si bien en las primeras secciones obtuvimos la eficiencia de Carnot considerando en un gas ideal, así como la definición de temperatura usando la ecuación del gas ideal estas no son esencialmente un fomalismo termodinámico. Más específicamente, podemos definir una escala de temperatura termodinámica que esindependiente del fluido de trabajo. Para llevar a cabo esto, consideremos la situación que se muestra en la figura (58) que incluye tres ciclos reversibles. Se tiene un reservorio de calor de alta temperatura a y un reservorio de calor a baja temperatura . Para cualesquiera dos temperaturas y la razón de las magnitudes de calor absorbido y expelido en el ciclo de Carnot tienen el mismo valor para todoel sistema
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Figure 58: Arreglo de máquinas térmicas para mostrar la escala termodinámica de temperatura. |
La transferencia de calor es la misma en los ciclos A y C, también es el mismo para los ciclos B y C. Para un ciclo de Carnot tenemos
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tal que es sólo función de la temperatura.
Del mismo modo podemos escribir
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y también podemos escribirla relación
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tal que, al comparar esta última con las funciones de temperatura antedichas se tiene que
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De esta manera concluimos que debe ser de la forma , análogamente se tiene . La razón del intercambio de calor es por tanto
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En general
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de modo que el cociente de la transferencia calor es una función de la temperatura. Podríamos elegircualquier función que sea monotónica, y la opción más simple es: . Ésta es la escala termodinámica de la temperatura . La temperatura definida de esta manera es la misma que la de un gas ideal; la escala de temperatura termodinámica y la escala del gas ideal son equivalentes.
ENTROPIA
(simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producirtrabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa evolución o transformación. Fue Rudolf Clausius quien le dio nombre y la desarrolló durante la década de 1850[][] Y...