TALLER 2DA LEY DE LA TERMODINÁMICA

TALLER 2DA LEY DE LA TERMODINÁMICA

¿En qué consiste la segunda Ley de la Termodinámica?, ¿Qué es la Entropía? Y Explique ¿Cuál es la diferencia entre la Primera y Segunda Ley de la Termodinámica?

Segunda ley de la termodinámica:

Esta ley indica 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. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero. Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

Diferencias entre la primera y la segunda ley de la termodinámica:

La primera ley no establece ninguna diferencia entre calor y trabajo, sin embargo no es lo mismo convertir trabajo en calor que al contrario de este modo. La primera ley, también conocida como ley de la conservación de la energía, enuncia que la energía es indestructible. Más específicamente, la primera ley de la termodinámica establece que al variar la energía interna en un sistema cerrado, se produce calor y un trabajo. “La energía no se pierde, sino que se transforma”. Mientras que la segunda ley de la termodinámica indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas y 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.

Entropía:

En la segunda ley de la termodinámica aparece el concepto de entropía, la cual se define como la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos.

¿Qué son los depósitos de energía térmica?

Es un cuerpo con una gran capacidad de energía térmica (masa x calor específico) que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin que sufran ningún cambio de temperatura. Un sistema de dos fases también puede modelarse como un depósito puesto que absorbe y libera grandes cantidades de calor y se mantiene a temperaturas constantes. Otro ejemplo de depósito energía térmica es el horno industrial. Las temperaturas de la mayor parte de los hornos son controlados con gran cuidado y son capaces de suministrar grandes cantidades de energía térmica de una manera especialmente isotérmica.

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En realidad, un cuerpo no tiene que ser muy grande para ser considerado como un depósito. Cualquier cuerpo físico cuya capacidad de energía térmica sea grande respecto a la cantidad de energía que suministra y absorbe puede modelarse como un depósito. Un depósito que suministra energía en forma de calor, recibe el nombre de fuente y uno que absorbe energía en forma de calor se denomina sumidero. Los depósitos de energía térmica se conocen como depósitos de calor, el manejo irresponsable de la energía de desecho puede aumentar de modo significativo la temperatura de ciertas partes del ambiente y provocar lo que se llama contaminación térmica.

¿En qué consisten los procesos reversibles y los irreversibles?

Un proceso reversible es aquel que puede revertirse sin dejar huella en los alrededores. Tanto el sistema como los alrededores regresan a sus estados iníciales al final del proceso inverso. Esto solo es posible si el intercambio neto de calor y de trabajo en el sistema y los alrededores es cero para el proceso combinado (original e inverso). Los procesos reversibles en realidad no ocurren en la naturaleza, solo son idealizaciones de procesos reales.

Los procesos irreversibles se hacen presentes en numerosos fenómenos naturales. En realidad, la idea de un proceso reversible es sólo una idealización ya que todo proceso es irreversible a nivel macroscópico. Siendo este el caso, el estudio de este tipo de procesos se hace muy importante para la termodinámica. La naturaleza de un proceso irreversible tiene relación con la cantidad de calor que no puede convertirse en trabajo. El aumento de entropía en un proceso irreversible tiene directa relación con este hecho, ya que la cantidad de entropía producida en un proceso, multiplicada por la temperatura a la que el proceso se realiza, nos da la cantidad de calor “perdido” es decir, la cantidad de calor que no puede ser transformado en trabajo.

¿Qué y cuáles son las máquinas térmicas, los refrigeradores y bombas de calor?

MAQUINA TERMICA.

Dispositivo que convierte energía térmica en otras formas útiles de energía; es decir una maquina térmica es un dispositivo que hace que una sustancia de trabajo recorra un proceso cíclico durante el cual:

Se absorbe calor de una fuente a alta temperatura.

La maquina realiza un trabajo.

Libera calor a una fuente de temperatura más baja.

Operan en un ciclo

La transformación de calor en trabajo se realiza de ordinario en la práctica por dos tipos de generales de máquina térmica o motor: el motor de combustión externa, como la máquina de vapor, y el motor de combustión interna, como el motor de explosión y el motor de combustión.

MAQUINAS DE COMBUSTION EXTERNA:

Son aquellas maquinas en las que el combustible es utilizado para formar vapor fuera de la máquina y parte de la energía interna del vapor se emplea en realizar

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