Segunda Ley De La Termodinamica

La segunda ley de la termodinámica establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. Los siguientes son algunos procesos compatibles con la primera ley de la termodinámica, pero que se cumplen con un orden gobernado por la segunda ley.

1. Cuando dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en contacto térmico entre si, el calor fluye del objeto más cálido al más frio, pero nunca del mas frio al mas cálido.

2. La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero La extracción de la sal del agua requiere alguna influencia externa.

3. Cuando se deja caer una pelota de goma al piso, rebota hasta detenerse, pero el proceso inverso nunca ocurre.

Todos estos son ejemplos de procesos irreversibles, es decir procesos que ocurren en el orden temporal opuesto. Si lo hicieran, violarían la segunda ley de la termodinámica. La naturaleza unidireccional de los procesos termodinámicos establece una dirección del tiempo.

La segunda ley de la termodinámica, que se puede enunciar de diferentes formas equivalentes, tiene muchas aplicaciones prácticas.1

ENUNCIADOS DE LA SEGUNDA LEY

Es posible formular muchos enunciados que describan esta restricción y que, por tanto, sirvan como enunciados de la segunda ley. Dos de los más comunes son los siguientes:

1. Ningún equipo puede funcionar de modo tal que su único efecto (en el sistema y sus alrededores) sea convertir completamente todo el calor absorbido por el sistema en trabajo hecho por el sistema.

2. No existe ningún proceso que consista exclusivamente en la transferencia de calor de un nivel de temperatura a otro mayor.

La segunda ley no prohíbe la producción de trabajo a partir del calor, pero coloca un límite sobre la fracción de calor que en cualquier proceso cíclico puede convertirse en trabajo. La conversión parcial de calor en trabajo es la base de casi toda la producción comercial de energía. El desarrollo de una expresión cuantitativa para la eficiencia de esta conversión es el siguiente paso en el estudio de la segunda ley.2

La segunda ley de la Termodinámica tiene gran aplicación dentro del campo de la ingeniería, para predecir la eficiencia máxima de las máquinas térmicas, tales como las máquinas de vapor, los motores de combustión de los automóviles, las turbinas de gas, etc.

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