Leyes de la termodinámica

leyes de la termodinámica

Te explicamos cuáles son las leyes de la termodinámica, el origen de estos principios y las características principales de cada principio.

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leyes de la termodinámica

Las leyes de la termodinámica se utilizan para comprender las leyes físicas del universo. ¿Cuáles son las leyes de la termodinámica? Las leyes de la termodinámica o principios de la termodinámica describen el comportamiento de tres cantidades físicas básicas que caracterizan los sistemas termodinámicos: temperatura, energía y entropía. La palabra "termodinámica" proviene de las palabras griegas termo, que significa "calor" y dinamo, que significa "potencia". Matemáticamente, estos principios se describen mediante un conjunto de ecuaciones que explican el comportamiento de un sistema termodinámico definido como cualquier objeto de estudio (desde moléculas o personas hasta la atmósfera o agua hirviendo en un caldero).

Hay cuatro leyes de la termodinámica que son esenciales para comprender las leyes físicas del universo y establecer la imposibilidad de fenómenos como el movimiento perpetuo. Ver también: Ley de conservación de la energía.

El origen de las leyes de la termodinámica.

Los cuatro principios de la termodinámica tienen orígenes diferentes y algunos han evolucionado a partir de principios anteriores. De hecho, el primero en crearse fue el segundo, en 1824, por el físico e ingeniero francés Nicolas Léonard Sadi Carnot. Pero en 1860, Rudolf Clausius y William Thompson desarrollaron nuevamente este principio y agregaron lo que hoy llamamos la primera ley de la termodinámica. El tercero, que llegó después, también se conoce como “postulado de Nernst” porque surgió de las investigaciones de Walter Nernst entre 1906 y 1912. Finalmente, en 1930 apareció la llamada “ley del cero”, propuesta por Guggenheim y Fowler. Hay que decir que no se reconoce como una verdadera ley en todos los ámbitos. La primera ley de la termodinámica.

La primera ley de la termodinámica.

La energía no se puede crear ni destruir, sólo transformar. La primera ley se llama "ley de conservación de la energía" porque establece que en cualquier sistema físico aislado de su entorno, la cantidad total de energía es siempre la misma, aunque se pueda convertir de una forma de energía a otra. forma de energía. Ellos.. O dicho de otro modo: la energía no se puede crear ni destruir, sólo transformar.

De esta manera, cuando se suministra una cierta cantidad de calor (Q) a un sistema físico, su energía total se puede calcular como la energía térmica suministrada menos el trabajo (W) realizado por el sistema sobre sus alrededores. Expresado por la fórmula: ΔU = Q – W.

Como ejemplo de esta ley, imaginemos el motor de un avión. Es un sistema termodinámico formado por combustible que reacciona químicamente durante la combustión liberando calor y realizando trabajo (haciendo que la aeronave se mueva). Por tanto: Si podemos medir el trabajo realizado y el calor liberado, podemos calcular la energía total del sistema y concluir que la energía en el motor permanece constante durante el vuelo: la energía no se crea ni se destruye, sino que es una transformación química. . energía en energía térmica y energía cinética (en movimiento, es decir, trabajo). la segunda ley de la termodinámica

la segunda ley de la termodinámica

Con el tiempo suficiente, todos los sistemas eventualmente se desequilibrarán. La segunda ley, también conocida como "ley de la entropía", se puede resumir en que la cantidad de entropía en el universo tiende a aumentar con el tiempo. Esto significa que el grado de desorden en el sistema aumenta hasta alcanzar un punto de equilibrio, que es el estado más desordenado del sistema.

Esta ley introduce un concepto fundamental en física: el concepto de entropía (denotado por la letra S), que refleja el grado de desorden de un sistema físico. Resulta que en cualquier proceso físico en el que se convierte energía, hay una determinada cantidad de energía que no se puede utilizar, es decir, que no puede realizar trabajo. Si no funciona, en la mayoría de los casos la energía es calor. El calor liberado por el sistema aumenta el desorden del sistema, es decir, su entropía. La entropía es una medida del desorden de un sistema. Esta ley establece que el cambio de entropía (dS) es siempre igual o mayor que la transferencia de calor (dQ) dividida por la temperatura del sistema (T). Es decir: dS≥dQ/T. Para entender esto, basta con un ejemplo de quemar una determinada cantidad de material y luego recoger la ceniza resultante. Cuando los pesemos veremos si en ellos hay menos materia que en su estado original: parte de la materia se convierte en calor en forma de gas y no puede trabajar en el sistema, provocando perturbaciones en el sistema. la tercera ley de la termodinámica

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