Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 1 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda.

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1 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 1 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA - 3 Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley

2 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 2 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Clausius...

3 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 3 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Clausius Para cualquier sistema es imposible operar de modo que el único resultado sea una transferencia de energía por medio de calor de un cuerpo frío a uno caliente.

4 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 4 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Clausius: fundamentos El calor generalmente fluye de una región caliente a una fría, i.e., en la dirección en que la temperatura disminuye.El calor generalmente fluye de una región caliente a una fría, i.e., en la dirección en que la temperatura disminuye. Recuerda el desarrollo de la ley de Zeroth.Recuerda el desarrollo de la ley de Zeroth.

5 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 5 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Clausius: fundamentos Si se coloca una bomba de calor cíclica entre dos almacenamientos térmicos, el calor se puede hacer fluir hacia la temperatura más alta.Si se coloca una bomba de calor cíclica entre dos almacenamientos térmicos, el calor se puede hacer fluir hacia la temperatura más alta.

6 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 6 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki W ciclo Almacén de alta temperatura Almacén de baja temperatura Q1Q1 Q2Q2 Esquema de un ciclo de bomba de calor/refrigeración para llevar calor al almacén de alta temperatura.

7 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 7 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Kelvin- Planck...

8 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 8 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Kelvin-Planck Para cualquier sistema es imposible operar en un ciclo termodinámico y distribuir una cantidad neta de trabajo a su ambiente mientras recibe energía por medio de transferencia de calor de un almacenamiento térmico único.

9 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 9 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Enunciado de Kelvin-Planck: fundamentos Masa Polea Almacén térmico Q1Q1Q1Q1 Q2Q2Q2Q2 Sistema Pero…. este tipo de sistemas nunca son posibles en la práctica.

10 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 10 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. KulackiEquivalencia... Autoconsistencia interna de los dos enunciados de la segunda ley

11 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 11 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Los dos enunciados de la segunda ley son consistentes internamente, o equivalentes.Los dos enunciados de la segunda ley son consistentes internamente, o equivalentes. Suponga la violación de una de las formas y pruebe el incumplimiento de la otra.Suponga la violación de una de las formas y pruebe el incumplimiento de la otra.

12 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 12 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki El calor fluye de una temperatura baja a una alta: violación del enunciado de Clausius. Máquina de calor cíclica, E, se agrega para producir trabajo. THTHTHTH TCTCTCTC THTHTHTH TCTCTCTC E

13 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 13 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Máquina de calor cíclica, E, viola el enunciado de Kelvin-Planck de la segunda ley. El efecto neto es la extracción del almacén a T H y el rendimiento de una cantidad igual de trabajo, W ciclo. E THTHTHTH TCTCTCTC

14 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 14 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki THTHTHTH E Suponga que existe una máquina cíclica que toma calor de un almacén único y realiza una cantidad de trabajo equivalente, y viola así el enunciado de Kelvin-Planck de la segunda ley.

15 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 15 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki TCTCTCTC THTHTHTH E La máquina de calor cíclica, E, más el refrigerador, viola el enunciado de Clausius de la segunda ley. El efecto neto es la transferencia de calor Q C-H de una temperatura baja a una alta sin que se realice trabajo neto.

16 Capítulo 5. Módulo 3. Transparencia 16 La segunda ley de la termodinámica – Equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck de la segunda ley Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2001, F. A. Kulacki Términos y conceptos clave La segunda ley: enunciado de Clausius La segunda ley: enunciado de Kelvin- Planck