Procesos reversibles e irreverversibles. Segundo principio Tema: Procesos reversibles e irreverversibles. Segundo principio de la Termodinámica.

Termodinámica -Parte de la Física que estudia las leyes generales bajo las cuales ocurren los fenómenos térmicos. -Describe las propiedades de las sustancias ligadas con el movimiento térmico desde un punto de vista energético, para los sistemas en equilibrio. -Un sistema se encuentra en equilibrio termodinámico cuando los valores medios de las magnitudes macroscópicas que determinan su estado son independientes del tiempo.

Procesos reversibles e irreversibles

Se denomina ciclo a un serie de procesos que regresan a un sistema a sus condiciones originales.

Equilibrio termodinámico: compresión expansión P1 ,T1 P1 ,T1 P2 ,T2 P2 ,T2 Equilibrio termodinámico: Presión y temperatura son independientes del tiempo.

Los procesos reversibles son aquellos en que los sistemas pasan por los mismos estados de equilibrio por los que habían transitado anteriormente. (el paso por los diferentes estados debe ser lo suficientemente lento)

El paso de calor de un cuerpo caliente a uno frio Los procesos que no cumplen con las condiciones anteriores se denominan irreversibles, pues no se mantiene el equilibrio termodinámico. El paso de calor de un cuerpo caliente a uno frio La tranformación de energía mecánica en energía interna.

Procesos para variar la energía de un sistema Calentamiento o calor Trabajo .Una lámina de metal expuesta al fuego de un mechero, eleva su temperatura y se dilata. .Un auto frena hasta detenerse. .Un taladro perfora una placa de metal. .Al verter agua caliente en un cubo con agua fría. .Se frota una moneda sobre la superficie de la mesa. Q = cmΔT WF-ext = U Q = ΔU

Energía interna ( U ) Energía cinética media de las moléculas Energía potencial media de interacción de las moléculas Depende de la temperatura y del volumen y define el estado del sistema

Energía interna Energía mecánica calor máquina térmica

2,93∙106 J 1 kg de carbón 7∙106 cal 1cal = 4,19 J 7∙106 cal ∙ 4,19 J/cal 2,93∙106 J El Titanic funcionaba con máquinas cuyo combustible era el carbón 1cal = 4,19 J

La segunda ley de la termodinámica da el sentido de las posibles transformaciones de la energía y expresa la irreversibilidad de los procesos en la naturaleza. Esta ley se ha obtenido de resultados experimentales. Y está relacionada con la obtención de trabajo a partir de una máquina térmica. AL OBTENER TRABAJO A PARTIR DE UNA MÁQUINA TERMICA

Principio de Thomson Segunda ley de la Termodinámica “Es imposible que ocurra un proceso periódico cuyo único resultado sea la obtención de trabajo a cuenta del calor tomado por la fuente.” AL OBTENER TRABAJO A PARTIR DE UNA MÁQUINA TERMICA

Ningun motor térmico puede tener una eficiencia igual a la unidad.  = W Q W = trabajo realizado por la máquina. Eficiencia Q = cantidad de calor tomada de la fuente de elevada temperatura en un ciclo.  = Q1 – Q2 Q1 Q2 Q1 1 –   1 = Ningun motor térmico puede tener una eficiencia igual a la unidad.

su colega inglés Thomson enunció también este principio, Rudolf E. Clausius . En 1850, el físico matemático alemán Rudolf E. Clausius enunció el segundo principio de la termodinámica. En esa misma época, su colega inglés Thomson enunció también este principio, de forma distinta, pero equivalente.

Formulación de Clausius Es imposible pasar calor de un sistema frío a uno caliente en ausencia de otros cambios en ambos sistemas o en los cuerpos que lo rodean. De lo anterir se infiere el sentido definido de la transferencia de calor , que pasa eespontáneamente de los cuerpos calientes a alos frios. Si SE QUIERE LO CONTRARIO HACEN FALTA OTROS CAMBIOS , POR EJEMPLO LA REALIZACIÓN DE TRABAJO Estudio independiente ¿ Puedes explicar lo que ocurre en el caso de un resfrigerador ?

Una máquina toma una cantidad de calor de 14 332 J de calor de un foco caliente y devuelve al ambiente 12 512 J. a) Calcule el trabajo realizado por la máquina. b) Su eficiencia

datos Q = W + ∆U Q1: cantidad de calor recibida del calentador W = Q1 – Q2 W = 1 880 J Q1 = 14 332 J Q2: cantidad de calor cedida al condensador  = W Q1 Q2 = 12 512 J W = ?  = 0,126  = ?

W W = Q1 – Q2  = Q Gotas de anilina fria Q1 – Q2  = Gotas de anilina caliente Cantidad de calor recibida del calentador Q 1 Q 1 Cantidad de calor cedida al condensador Q 2

Una máquina toma una cantidad de calor de 14 332 J de calor de un foco caliente y devuelve al ambiente 12 512 J. a) Calcule el trabajo realizado por la máquina. b) Su eficiencia.