Naturaleza termodinámica

La termodinámica (Del griego θερμo-, termo, que significa "calor"1 y δύναμις,

Dinámico, que significa "fuerza"2 ) es una rama de la física que estudia los

efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas

físicos a un nivel macroscópico. Aproximadamente, calor significa "energía en

tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la

termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde

movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la

necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

El punto de partida para la mayor parte de las consideraciones termodinámicas

son las leyes de la termodinámica, que postulan que la energía puede ser

intercambiada entre sistemas físicos en forma de calor o trabajo.

Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas

responden a los cambios en su entorno.

Primera ley de la termodinámica

También conocido como principio de conservación de la energía para la

termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste

intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de

otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe

intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía

interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

Segunda ley de la termodinámica

Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos

termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido

contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda

volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos

casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo

en otro sin pérdidas. De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para

las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo

teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Debido a esta ley también se tiene

que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos a

temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja.

Tercera ley de la termodinámica

La Tercera de las leyes de la termodinámica,

propuesto por Walther Nernst,

afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto

mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como

que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía

tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos

puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No

es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente

inapropiado tratarlo de “ley”.

La termodinámica se relaciona con la ecología al hablar de temperatura, calor, presión, movimiento entre otras. También que en la segunda ley se menciona algo de la conservación de la energía o como la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico.

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