8/3/2019 56022946 Leyes de La Termodinamica

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Yetzin Rodrguez Meja.

Leyes de la termodinmica.

La termodinmica se desarrollo a partir de cuatro

principios leyes.

Principio cero: permite definir la temperatura

como una propiedad.

Primer principio: permite definir el concepto de

energa como una magnitud conservativa.

Segundo principio: define la entropa como

medida de la direccin de los procesos.

Tercer principio: interpretacin fsica de laentropa como orden de los sistemas.

Principio cero de la termodinmica

Este principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura

emprica , que es comn para todos los estados de equilibrio termodinmico que se

encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Tiene tremenda importancia experimental

pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema pero no

resulta tan importante en el marco terico de la termodinmica.El equilibrio termodinmico de un sistema se define como la condicin del mismo en el

cual las variables empricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema

(presin, volumen, campo elctrico, polarizacin, magnetizacin, tensin lineal, tensin

superficial, coordenadas en el plano x , y) no son dependientes del tiempo.

Primera ley de la termodinmica.

Esta ley se expresa como:

Eint = Q - W

Cambio en la energa interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuado por

el sistema (W)Notar que el signo menos en el lado derecho de la ecuacin se debe justamente a que W

se define como el trabajo efectuado por el sistema.

Para entender esta ley, es til imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas

tapas es un mbolo mvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El

cambio en la energa interna del gas estar dado por la diferencia entre el calor agregado

y el trabajo que el gas hace al levantar el mbolo contra la presin atmosfrica.

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Yetzin Rodrguez Meja.

La primera ley nos dice que la energa se conserva. Sin embargo, podemos imaginar

muchos procesos en que se conserve la energa, pero que realmente no ocurren en la

naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno fro, el calor pasa del caliente al fro y

nunca al revs. Si pensamos que puede ser al revs, se seguira conservando la energa y

se cumplira la primera ley.

La ecuacin general de la conservacin de la energa es la siguiente:

Segunda ley de la termodinamica.

En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para

explicar esta falta de reversibilidad se formul la segunda ley de la termodinamica, que

tiene dos enunciados equivalentes:

Enunciado de Kelvin - Planck : Es imposible construir una mquina trmica que,

operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorcin de energa desde un

depsito y la realizacin de una cantidad igual de trabajo.

Enunciado de Clausius: Es imposible construir una mquina cclica cuyo nico efectosea la transferencia continua de energa de un objeto a otro de mayor temperatura sin la

entrada de energa por trabajo.

Esta ley arrebata la direccin en la que deben llevarse a cabo los procesos

termodinmicos 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 pequeo volumen). Tambin establece, en algunos casos, la imposibilidad de

convertir completamente toda la energa de un tipo en otro sin prdidas. De esta forma, la

segunda ley impone restricciones para las transferencias de energa que hipotticamente

pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta slo el Primer Principio. Esta ley apoya todosu contenido aceptando la existencia de una magnitud fsica llamada entropa, de tal

manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energa con su

entorno), la variacin de la entropa siempre debe ser mayor que cero.Tercera ley de la termodinmica

La Tercera de las leyes de la termodinmica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es

imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un nmero finito de

procesos fsicos. Puede formularse tambin como que a medida que un sistema dado se

aproxima al cero absoluto, su entropa tiende a un valor constante especfico. La entropa

de los slidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero

absoluto. No es una nocin exigida por la Termodinmica clsica, as que esprobablemente inapropiado tratarlo de ley.

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