Quimica

SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA
El tema de 2do principio es bien complicado. Formulas difíciles de usar, conceptos antiintuitivos, etc. Encima no hay de donde leerlo. Tampoco se los podés preguntar a tu papá o a tu tío o a tu primo porque ninguno se lo va a acordar. A lo sumo te van a decir que se acuerdan que era un tema inentendible. Conclusión: Yo voy a tratar de explicarte un poco comoes el asunto. Pero no esperes entender perfectamente este tema. Nadie entiende del todo bien el 2do principio de la termodinámica. Para que puedas entender mejor, voy a hablarte del 2do principio en forma poco rigurosa. Eso quiere decir que puede haber cosas que no sean del todo correctas. O sea, sin hilar finito. Pero bueno, todo sea para que puedas tratar de entender un poco. Hecha estasaclaraciones, empiezo. CONCEPTO DE 2DO PRINCIPIO El 2do principio de la termodinámica tiene 20 formas diferentes de ser enunciado. Te digo alguno de esos enunciados. 1 – El trabajo se puede transformar totalmente en calor. El calor no puede ser transformado totalmente en trabajo. 2 – El calor pasa siempre de los cuerpos de mayor temperatura a los cuerpos de menor temperatura. 3 – El desorden de unsistema siempre aumenta. MAQUINAS TERMICAS Una máquina térmica es una especie de aparato que transforma calor en trabajo. Vos le entregás calor, ella te entrega trabajo. Estas máquinas térmicas funcionan con una fuente fría y una fuente caliente. La fuente caliente suele ser una caldera donde se mete leña. La fuente fría suele ser la atmósfera. Por ejemplo, las viejas máquinas de vapor, las locomotorasantiguas, los motores de los autos y cosas por el estilo. En realidad cualquier máquina que funcione con calor es una máquina térmica. Por ejemplo una heladera también es una máquina térmica. En principio una máquina térmica es un apartato hecho con tuercas y tornillos como una locomotora o el motor de un auto. Pero en realidad una máquina térmica es cualquier cosa que agarra calor y lotransforma en trabajo. Visto de esta manera, el cuerpo humano también es una maquina térmica. Vos le das calor al cuerpo en forma de energía química con los alimentos y él te lo transforma en trabajo. Ese trabajo puede ser andar en bicicleta, subir una montaña o lo que sea.

3 Todo muy lindo pero en la práctica para resolver los problemas hay que considerar que una máquina térmica es un cilindro con gasal que se le entrega calor. Vos le entregás calor, el gas se expande, el pistón del cilindro se mueve y con ese movimiento uno puede realizar un trabajo. Por ejemplo un pistón en movimiento puede abrir y cerrar una puerta, o puede mover un auto, o puede levantar un ascensor o lo que sea. Es decir, una máquina térmica sería algo así:

Desde el punto de vista de la termodinámica uno dice quetiene un sistema que es un gas encerrado dentro de un cilindro. Ese gas recibe calor de una fuente de calor. Lo llamo QENTRA . La máquina usa ese calor QENTRA para expandir el gas. El gas se expande y genera un trabajo eLe. Pero todo el calor QENTRA no puede ser aprovechado. Hay una parte que se pierde y se va a la atmósfera. A ese calor desaprovechado lo llamo QSALE . Mirá el dibujito:

Supongamosque hago entrar 100 Kilocalorías al gas del cilindro. Ponele que de esas 100 Kcal logro aprovechar 10 Kcal para realizar trabajo y el resto se pierde. Puedo decir que : QENTRA = 100 Kcal LREALIZADO = 10 Kcal ( = 41860 Joule ) QSALE = 90 Kcal Para obtener el calor perdido hice la cuenta QSale = 100 Kcal – 10 Kcal. Conclusión, la fórmula que voy a usar de ahora en adelante para las máquinas térmicases la

4 que dice que todo el calor que entra a la máquina sale en forma de de trabajo y en forma de calor que se pierde en la fuente fría. Es decir: QENTRA = LREALIZADO + QSALE Si llamo Q1 al calor que entra y Q2 al calor que sale puedo poner : O Lo que es lo mismo:

No hay que complicarse mucho. Todo este asunto de tener un cilindro con un gas encerrado al que se le entrega calor y...