-TEMAS DE FISICA- «LA TERMODINAMICA»

Termodinámica Es una parte de la física que estudia las relaciones existentes entre los fenómenos dinámicos los caloríficos. Transforma la energía mecánica en calor y del calor en trabajo. También describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía. Estudia los sistemas que se encuentran en equilibrio. Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un proceso termodinámico.

Leyes de la Termodinámica Las leyes o principios de la termodinámica, descubiertos en el siglo XIX a través de meticulosos experimentos, determinan la naturaleza y los límites de todos los procesos termodinámicos. 

Ley cero de la Termodinámica La ley cero de la termodinámica afirma que si dos sistemas distintos están en equilibrio termodinámico con un tercero, también tienen que estar en equilibrio entre sí. Esta propiedad compartida en el equilibrio es la temperatura. Si uno de estos sistemas se pone en contacto con un entorno infinito situado a una determinada temperatura, el sistema acabará alcanzando el equilibrio termodinámico con su entorno, es decir, llegará a tener la misma temperatura que éste.

Primera ley de la Termodinámica Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema, la energía interna del sistema variará. La diferencia entre la energía interna del sistema y la cantidad de energía es denominada calor. La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: E entra − Esale = ΔE sistema   Un sistema cerrado es uno que no tiene entrada ni salida de masa, también es conocido como masa de control. El sistema cerrado tiene interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, así como puede realizar trabajo de frontera. La ecuación general para un sistema cerrado (despreciando energía cinética y potencial) es:  Q − W = ΔU

Segunda ley de la Termodinámica Solamente se puede realizar un trabajo mediante el paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura. La segunda ley afirma que la entropía de un sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, ya no puede experimentar cambios. El segundo principio impone una condición adicional a los procesos termodinámicos. Una máquina que realizara trabajo violando el segundo principio se denomina, “móvil perpetuo de segunda especie”, ya que podría obtener energía continuamente de un entorno frío para realizar trabajo en un entorno caliente sin coste alguno.

Tercera ley de la Termodinámica Afirma que el cero absoluto no puede alcanzarse por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica. cabe destacar que el primer principio, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia.

Aplicaciones de la Termodinámica Equilibrios atmosféricos Energía liberada en reacciones químicas. Diseño de motores térmicos Electricidad (Plantas termoeléctricas)

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