Mi Documento

TEMA-17

ENTROPÍA. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA.
CUESTIONES RELACIONADAS CON EL SEGUNDO PRINCIPIO: ORDEN Y DESORDEN, ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES.
---------------------------------------------------

INTRODUCCIÓN

ENUNCIADOS DEL SEGUNDO PRINCIPIO
- PLANCK-KELVIN
- CLAUSIUS


TEOREMA DE CARNOT
- COROLARIO

TEOREMA DE CLAUSIUS

ENTROPÍA: CONCEPTOTERMODINÁMICO

DESIGUALDAD DE CLAUISIUS

VARIACIÓN DE LA ENTROPÍA EN LAS TRANSFORMACIONES

CÁLCULO DE LA VARIACIÓN DE ENTROPÍA EN DISTINTOS PROCESOS

ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES
- EFECTO DE LA TEMPERATURA

ORDEN Y DESORDEN

FÓRMULA DE REECH

TRABAJO EN UNA TRANSFORMACIÓN ADIABÁTICA

TERCER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
INTRODUCCIÓN
Cuando estudiamos el primer principio de latermodinámica hemos visto que en él se hacía un balance de la energía interna de un sistema y se expresaba: [pic], o bien en forma diferencial: [pic], una función de estado que depende del estado inicial y del final, y es una generalización del principio de conservación de la energía donde se incluye el calor como una de las formas posibles de intercambiar energía entre un sistema y su entorno.Este principio niega la posibilidad de que se verifiquen procesos en los que no se cumplan la conservación de la energía.
El primer principio de la termodinámica no se opone a que si ponemos dos cuerpos en contacto, uno caliente y otro frío, sea el frío el que ceda calor al caliente, sólo exige que la energía absorbida por uno sea igual a la cedida por el otro.
La experiencia indica que existe unarestricción que, si se ponen en contacto dos cuerpos a temperaturas diferentes, aislados del medio por paredes adiabáticas, se transfiere calor del cuerpo más caliente al cuerpo más frío hasta que se alcanza el estado de equilibrio térmico entre ellos.
Luego, debe existir otro principio que tenga en consideración esta limitación para poder determinar el sentido en que una transformación esposible. Este es el segundo principio de la termodinámica, que nos suministra el criterio acerca de la posibilidad de que un proceso tenga lugar bajo unas condiciones determinadas.
El primer principio niega la posibilidad de crear o destruir energía, admite su transformación; el segundo limita o restringe la posibilidad de que esta energía circule en una dirección determinada.
Una de lasinterpretaciones más claras del segundo principio es la que resulta de considerar las diferencias entre las dos formas de energía: calor y trabajo.
En el primer principio no se hace ninguna distinción entre esas dos magnitudes, tanto calor (Q) como trabajo (W) se incluyen en el balance energético de este principio como simples términos aditivos medidos en las mismas unidades. [pic]. Aunque esto escierto, respecto al balance energético total, la experiencia nos demuestra que existe una diferencia notoria de calidad entre calor y trabajo. Todo trabajo puede transformarse en calor, pero no todo el calor puede transformarse en trabajo.
El segundo principio añade una nueva magnitud termodinámica denominada entropía ([pic]), que expresa el sentido hacia el cual evoluciona un sistema.ENUNCIADOS DEL SEGUNDO PRINCIPIO

El enunciado de PLANCK-KELVIN parte de la imposibilidad experimental de construir una máquina que convierta el calor extraído de una fuente térmica en trabajo, sin ceder parte del calor a otra fuente de temperatura más baja.
[pic]


El enunciado de Planck-Kelvin dice:
«No es posible construir unamáquina térmica que, funcionando cíclicamente, tenga como único resultado absorber calor de un foco y convertirlo íntegramente en trabajo (W)».
Puede transformarse íntegramente calor en trabajo, como ocurre en un proceso isotérmico, pero ojo, este no es un ciclo, es un proceso abierto, y el enunciado de Planck-Kelvin confirma esta imposibilidad cuando la máquina funciona cíclicamente: [pic]...