Termodinamica

RESUMEN “SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA”

Segunda ley de la termodinámica

Esta ley permite predecir la dirección natural de los procesos, es decir, en un proceso en el cual es suministrado trabajo que generalmente produce calor, es muy común y lógico; por el contrario un proceso donde se intenta suministrar calor para producir un trabajo es difícil de conseguir. Por ejemplo tenemos un sistema en el cual se provee de una rueda con paletas que funciona mediante la caída de una masa y agita un fluido dentro de un recipiente aislado , al hacer caer la masa las paletas giran dentro del recipiente provocando el aumento de la temperatura , es decir produce calor.

Pero con la aplicación de esta ley y en concordancia con la propiedad llamada entropía se puede tener un cambio en la dirección de los procesos. Así tenemos que el calor suministrado hacia el sistema puede ser transformado en trabajo, un ejemplo común podría ser una maquina de combustión interna

Entropía

La entropía es el desorden de las moléculas, por ejemplo en un solido la entalpia es más baja que en un gas ya que el desorden de las moléculas en este es mayor. Se dice que la gente organizada tiene poca entropía, ya que entre mayor sea el desorden, la entalpia será mayor, como en el caso de los gases ya que sus moléculas son menos predecibles.

Capacidad calorífica

"Es la cantidad de energía, en forma de calor, requerida para aumentar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado, ya sea a volumen o a presión constante".

Es la propiedad de un cuerpo de almacenar o transferir energía, depende de la presión, la temperatura y características de los sistemas.

Ciclo de Carnot

Las máquinas térmicas son dispositivos cíclicos; durante una parte del ciclo el fluido hace trabajo y durante otra se hace trabajo sobre el fluido. El trabajo neto y la eficiencia del ciclo se pueden maximizar mediante procesos que requieren una mínima cantidad de trabajo y entregan lo más posible, es decir, procesos reversibles.

Las máquinas térmicas y los refrigeradores que funcionan en ciclos reversibles sirven como modelos con los cuales podemos comparar las máquinas térmicas y los refrigeradores reales.

El Ciclo reversible más conocido es el ciclo de Carnot propuesto en 1884 por el Ingeniero francés Sadi Carnot, cuyo ciclo se compone de cuatro procesos reversibles: dos isotérmicos y dos adiabáticos.

Considere un sistema cerrado conformado por un gas contenido en un dispositivo de cilindro-pistón adiabático. El aislamiento de la cabeza del cilindro puede ser eliminado para poner al cilindro en contacto con depósitos que proporcionan transferencia de calor.

Los cuatro procesos reversibles del proceso son:

Expansión isotérmica reversible (Proceso de 1-2, TH=Cte). Inicialmente (Estado 1) la temperatura del gas es TH y la cabeza del cilindro está en contacto con una fuente de temperatura TH. Se permite que el gas se expanda y realice trabajo sobre los alrededores, cuando esto pasa su temperatura tiende a disminuir, pero tan pronto disminuye en una cantidad infinitesimal dT cierta cantidad de calor se transfiere del depósito hacia el gas de modo que la temperatura

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