Resumen De Las Leyes De Termodinamica

La primera ley de la termodinámica

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 por el 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.

Un ejemplo sencillo seria: Al remover con un taladro el agua contenida en un recipiente, le estamos aplicando trabajo, que es igual al calor que este emite al medio ambiente al calentarse. En este caso, el sistema puede ser el agua, el medio sería el taladro, el aire circundante y todo lo que está fuera del sistema que no sea agua (pues lo que está afuera recibirá calor del sistema).

termodinamica

Explicacion

La primera ley para un sistema

En este caso, el sistema podría ser el agua contenida en un recipiente, y el medio ambiente todo lo que rodea el recipiente, que serian desde la cocina en donde descansa el recipiente con agua hasta el quemador que le suministra calor, en fin, la atmósfera y todo lo que esté fuera del recipiente.

Supongamos que encima de este recipiente colocamos una tapa, únicamente usando su peso. Supongamos además que al recipiente se le suministra calor del quemador de la cocina que lo contiene. A medida que el agua empieza a hervir, la tapa empieza a moverse cada vez más rápidamente. El movimiento de la tapa es entonces el desplazamiento que representa el trabajo realizado por el sistema sobre el medio ambiente.

tres leyes

La energía interna

enunciados

Cuando el agua está hirviendo, hace que la tapa del recipiente realice el trabajo. Pero esto lo hace a costa del movimiento molecular, lo que significa que no todo el calor suministrado va a transformarse en trabajo, sino que parte se convierte en incremento de la energía interna, la cual obedece a la energía cinética de traslación, vibración y potencial molecular. Por lo que la fórmula anterior que mencionamos también tendría que incluir a la energía interna.

Resumen de las tres leyes de la termodinámica

Formulación de la primera ley para un sistema

La primera ley expresa que el calor, suministrado por el medio ambiente (el quemador de la cocina) a un sistema (el agua contenida en el recipiente) es igual al cambio de la energía interna en el interior del liquido (agua en este caso) sumada al trabajo que el agua realiza cuando al hervir mueve la tapa contra el medio ambiente.

termodinamica

Por lo tanto: el calor cedido por el medio al sistema será igual a la variación de la energía interna en el interior del sistema (agua) más el trabajo realizado por el sistema sobre el medio.

Explicacion

Signos del calor y el trabajo

Si el medio suministra calor sobre el sistema, el calor será positivo y si recibe calor del sistema será negativo. Si el medio realiza trabajo sobre el sistema, el trabjo será negativo y si recibe trabajo de parte del sistema, el trabajo será positivo.

tres leyes

Ley de conservación

enunciados

Esta ley ha sido confirmada en numerosos e interminables experimentos y hasta hoy no ha habido uno solo que la contradiga. Por esto cuando una persona como Stephen Hawking busca explicar un fenómeno físico, debe asegurarse de que sus conclusiones no violen la primera ley de la termodinámica.

Resumen de las tres leyes de la termodinámica

Segunda ley de la termodinámica

Enunciado de Kelvin-Planck: Máquina térmica

termodinamica

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 transformado en 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 lo cual debe haber otro depósito de temperatura.

Explicacion

Habiendo dos depósitos; uno de alta y otro de baja temperatura, la máquina recibirá calor del de alta temperatura, mediante una sustancia

...