Question

Primera y segunda ley de la termodinámica

Answer 1

La primera ley para un sistema termodinámico contenido en un recipiente de paredes adiabaticas que sufre un proceso mediante el cual intercambia con los alrededores una cantidad de trabajo W, el cambio de su energía interna U es igual a dicha cantidad de trabajo esto es:

"U=W

Esta ecuación y por tanto esta primera ley, establece la existencia de la variable de energía interna U.

Para aquellos procesos donde no se cumpla la ecuación antes mencionada es necesario, si no se quiere descartar el principio de la conservación de la energía, admitir la existencia de otros modos no mecánicos atravez de los cuales pueda un sistema intercambiar energía con sus alrededores.

De manera entonces, que si en un sistema térmicamente aislado se efectúa un proceso en el cual el sistema absorbe una cantidad de trabajo de sus alrededores esto es:

"U-W=0

Sin embargo, si el mismo proceso ocurre cuando el proceso no es adiabatico, en general el miembro derecho es diferente de cero porque puede intercambiarse de tal forma que:

"U-W = Q

Donde Q es el calor que esta expresado en unidades de energía, vemos entonces que la ecuación no es mas que la definición termodinámica de calor.

Físicamente Q representa la energía absorbida o cedida por el sistema en forma de calor en tanto que W es el trabajo de los alrededores que reciben o ceden del sistema.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

En el curso de los años se han realizado muchos enunciados de la segunda ley y en realidad el principiante obtiene considerablemente mas información apartir de un cierto numero de enunciados que de cualquier otro. La segunda ley lo mismo que la primera es un resultado de la experiencia, y se descubrimiento y refinamiento lógico, empezó con el trabajo de Carnot. Algunos enunciados significativos son:

Es imposible que una maquina que actúa por si misma sin ayuda de un agente exterior, haga pasar calor desde un cuerpo a cierta temperatura hasta otro a una temperatura superior.

Es imposible construir una maquina termodinámica que, cuando opere según cierto ciclo, no produzca mas efectos que efectuar trabajo e intercambiar calor con un solo deposito térmico.

Todos los procesos espontáneos dan por resultado un estado mas probable.