Termodinamica

Termodinámica
Parte de la física que estudia la acción mecánica del calor y las restantes formas de energía.
Primera ley.

La primera ley de la termodinámica nos dice únicamente que la energía se conserva, por lo cual, no se crea ni se destruye. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido porel mismo, y viceversa. Con ella sólo podemos saber que no se ha perdido, sino que, aunque no nos da pista sobre dónde podría estar una vez se utilizó y transformó en otro tipo de energía, está presente en algún lugar del universo. 
Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo. Formula
Se define entonces la energía interna, , como una variable de estado cuya variación en un proceso adiabático es el trabajo intercambiado por el sistema con su entorno:

Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajoadiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q (calor) como:

Siendo U la energía interna, Q el calor y W el trabajo. Por convenio, Q es positivo si va del ambiente al sistema, o negativo en caso contrario y W, es positivo si es realizado porel sistema y negativo sies realizado sobre el sistema.
Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistematermodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:

donde:
 es la variación de energía del sistema,
 es el calor intercambiado por el sistema a través de unas paredes bien definidas, y
 es el trabajo intercambiado por el sistema asus alrededores.


Segunda ley.
No es posible construir una máquina que opere en un ciclo y cuya función sea únicamente la de recibir calor de un depósito de alta temperatura, así como transformarlo todo en trabajo tal como lo expresa la primera ley de la termodinámica. 

Al no tener un depósito de baja temperatura, no habría perdidas de energía y todo el calor cedido a la maquina seria transformadoen trabajo, este levantaría un peso y sería utilizado nuevamente como energía calorífica para realizar la misma cantidad de trabajo de manera indefinida. Semejante dispositivo tendría una eficiencia del 100%. Lo que no se ha observado hasta ahora. 

La solución encontrada en el enunciado de Kelvin-Planck menciona que cierta cantidad de calor de algún modo debe escapar hacia algún lugar, por locual debe haber otro depósito de temperatura.
Habiendo dos depósitos; uno de alta y otro de baja temperatura, la máquina recibirá calor del de alta temperatura, mediante una sustancia de trabajo tal como agua, que transporta el calor como vapor saturado o sobrecalentado para cederlo a determinados consumidores, realizando una cantidad de trabajo y levantando un peso. De esta manera, un porcentaje decalor sería cedido hacia el depósito de baja temperatura. 
La suma del trabajo realizado y el calor cedido por la máquina térmica al depósito de baja temperatura, será siempre igual al calor recibido por la máquina térmica desde el depósito de alta temperatura. Así, la energía total se conserva y la primera ley nunca es violada. 

Esto explica el recalentamiento de la máquina por conducción...