Segunda Ley de la Termodinamica

CAPITULO II
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
2.1 INTRODUCCIÓN.
La primera ley de la termodinámica nos indica el principio de conservación de
energía, nos afirma que un aumento en algunas de las formas de energía va
siempre acompañado por una disminución en alguna otra forma de la energía,
no indica ninguna restricción como por ejemplo entre el calor y el trabajo, que
existe entre estas dosenergías una diferencia importante que no evidencia la
primera ley, tal es el caso que nunca todo el calor se puede transformar en
trabajo; pero si el trabajo en calor.
La segunda ley de la termodinámica establece algunos procesos de la
naturaleza que pueden ocurrir o no, y así la segunda ley afirma:
El calor fluye espontáneamente de un cuerpo caliente hacia un cuerpo frío,
pero no sucede el procesoinverso.
La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero la extracción de la sal del
agua requiere alguna influencia externa.
Cuando se cae una pelota de goma al piso, rebota hasta detenerse, pero el
proceso inverso nunca ocurre.
La segunda ley de la termodinámica nos indica la DIRECCIÓN y EXTENSIÓN
de la energía, así como también afirma a más de la cantidad, la CALIDAD de la
energía y laDEGRADACIÓN de la misma. Así por ejemplo el trabajo puede
convertirse totalmente en calor, pero no puede total y continuamente
convertirse calor en trabajo, por tanto el trabajo es una forma de energía más
valiosa que el calor.
Por tanto la segunda ley de la termodinámica es muy útil para el ingeniero por
las siguientes razones:
Proporciona los medios para medir la calidad de la energía.

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Determina ladirección de la evolución de la energía en los procesos
espontáneos.
Establece el estado final de equilibrio en los procesos espontáneos.
Establece los parámetros para medir las perdidas en los proceso energéticos.
2.2 DEPÓSITOS TÉRMICOS.

Los depósitos de energía térmica son cuerpos hipotéticos con gran
CAPACIDAD DE ENERGÍA TERMICA, que pueden suministra o absorber
cantidades finitas de calor sinque sufran cambio de temperatura. Un cuerpo
con esta capacidad se llama DEPÓSITO DE ENERGÍA TÉRMICA. En la
práctica los grandes cuerpos de agua como los océanos, lagos, ríos y la
atmosfera son depósitos de energía térmica.
Un depósito que suministra energía en forma de calor, recibe el nombre de
FUENTE, y uno que absorbe energía en forma de calor se denomina
SUMIDERO.
Las características de unafuente son:
La única interacción entre la fuente térmica y su entorno es la transferencia de
calor.
La temperatura permanece constante durante el proceso.
La transferencia de calor hacia o desde la fuente térmica, únicamente origina
un incremento o disminución en su energía interna.

Alta Temperatura
FUENTE TERMICA

Q Sale

Baja Temperatura
SUMIDERO

Q Entra

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2.3 MÁQUINAS TÉRMICAS.

A lo largode un ciclo, el trabajo obtenido proviene del calor aportado. Un
sistema en el cual un fluido recorre un ciclo con el que se obtenga un cierto
trabajo a expensas de un calor absorbido, recibe el nombre de Máquina
Térmica. Como por ejemplo tenemos la central eléctrica de vapor, en este caso
el agua cede calor a la caldera y en el condensador, el calor es absorbido por
el agua de refrigeración, ladiferencia entre ambos se convierte en trabajo
técnico en la turbina, la cual lo transmite al exterior, lo más probable a un
generador de corriente eléctrica.
Alta Temperatura
FUENTE TERMICA

Q entra
MÁQUINA TÉRMICA

W Neto

Q sale
Baja Temperatura
SUMIDERO
Las máquinas térmicas difieren considerablemente unas de otras, aunque
todas se caracterizan por lo siguiente:
Reciben calor de una fuente dealta temperatura.
Convierten en trabajo parte de este calor.
Libera el calor remanente a un sumidero de baja temperatura.
Operan describiendo un ciclo termodinámico.
2.4 EFICIENCIA TÉRMICA

Nunca el calor se convierte en trabajo en su totalidad, solo una fracción de
calor es aprovechada, la otra fracción es desechada hacia el sumidero. La
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fracción de la entrada de calor que se convierte...