segunda ley de la termodinamica


Índice

Objetivo 3
Introducción 3
1. La segunda ley de la Termodinámica 4
2. Postulado de Clausius (refrigeradores) Kelvin-Planck 4
3. Proceso reversible y las causas de Irreversibilidad 6
4. Teorema De Carnot 8
5. La Desigualdad de Clausius como
consecuencia de la 2da ley 12
6. La Entropía 16
7. Diagrama de fase(s,t) y (s,h) o de Mollier 17
8. Generación de entropía. Balance deentropía 20
9. La eficiencia isentrópica de equipos: turbinas,
compresores y bombas 21
10. El trabajo útil: las funciones de Helmholtz y de Gibbs 24
Conclusiones 25
Problemas 26
Bibliografía 34










Objetivo
Con este trabajo se pretende explicar brevemente la segunda ley de la termodinámica, sus componentes, funcionamiento y aplicaciones. Así como comprender la manera enla cual se relaciona con los fenómenos donde existe una transferencia de calor, así como la diferencia entre los fenómenos que son planteados de forma “ideal” y el comportamiento que ocurre con los fenómenos en la vida cotidiana; ya que los resultados experimentales jamás pueden ser iguales a los “ideales” puesto que no se pueden crear las condiciones en las que la presión permanece constante,esto mencionando sólo un ejemplo. Por lo tanto en este trabajo se explicará la forma en la cual ocurren estos fenómenos realmente.


Introducción
Aquí se hablará y explicará cómo está conformada la segunda ley de la termodinámica pasando por el postulado de Clausius el postulado de Kelvin-Planck. Así como los procesos reversibles e irreversibles y el teorema de Carnot y acabare definiendo yresaltando la propiedad más importante de esta ley y de todos los fenómenos donde hay transferencia de calor, la entropía comúnmente se define como energía que no es capaz de realizar un trabajo. La entropía es la base de la segunda ley de la termodinámica. Así como se explicara los fenómenos termodinámicos más sorprendentes, porque existen reglas que se aplican a solamente algunos procesos específicosy las limitaciones que presenta el hombre ante las hipótesis creadas por la teoría.











1. La segunda ley de la termodinámica
Es un principio general que impone restricciones a la dirección de la transformación tanto en la energía como en la materia. La segunda ley de la termodinámica únicamente se refiere a procesos que se encuentran en equilibrio. Para dar una explicación deesta ley tenemos el siguiente el ejemplo; tomemos en cuenta la vida de las estrellas que convierten hidrógeno en helio y con este fenómeno generan luz y calor, al fusionar los núcleos de hidrógeno en su interior la estrella libera la energía suficiente para producir la intensidad, por otro lado si fusionamos los núcleos de Helio no liberarán la misma cantidad de energía. Este ejemplo tambiénpuede usarse para explicar el fin del universo ya que en este caso la estrella fusiona los núcleos de un elemento para obtener otro elemento que presenta menos eficiencia para obtener energía y por ende muere. Esta ley fue conceptualizada a mediados de la Revolución industrial al explicar el fenómeno de calentamiento de una caldera para lo cual era necesario emplear combustible a mayor temperatura yaque un objeto frio siempre roba calor de un objeto caliente.
2. El postulado de Clausius, Planck y Kelvin
Postulado de Clausius
Este enunciado dice que:
“Es imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro efecto que transferir calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre a una temperatura más elevada”
Para un mejor entendimiento o explicación de este postuladopodemos dar el siguiente ejemplo con la siguiente figura que opera entre los límites de temperatura de Tc y Tf.

La desigualdad de Clausius es representada por la siguiente ecuación:

La cual puede ser aplicada para cualquier maquina térmica reversible o irreversible, para un mejor entendimiento de esta fórmula demos el siguiente ejemplo desarrollado:
El funcionamiento de una nevera: En un...