Leyes de la Termodinámica

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Registrado: 27 Sep 2007

Primera ley de la termodinámica

También conocido como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
Eentra ? Esale = ?Esistema

Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:
\ Q = \Delta U + \ W

Segunda ley de la termodinámica

Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos 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 concentrase en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía tal que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos a temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja.

Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.

Enunciado de Clausius
Diagrama del ciclo de Carnot en función de la presión y el volumen.
Diagrama del ciclo de Carnot en función de la presión y el volumen.

En palabras de Sears es: " No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada".

Enunciado de Kelvin

No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una única fuente y lo convierta íntegramente en trabajo.

Otra interpretación

Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme calor en trabajo sin aumentar la energía termodinámica del ambiente. Debido a esto podemos concluir que el rendimiento energético de una máquina térmica cíclica que convierte calor en trabajo siempre será menor a la unidad y ésta estará más próxima a la unidad cuanto mayor sea el rendimiento energético de la misma. Es decir, mientras mayor sea el rendimiento energético de una máquina térmica, menor será el impacto en el ambiente, y viceversa.

Tercera ley de la termodinámica

La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesto por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.

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.

Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia.

Ley cero de la termodinámica

El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.

A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.

Lee más sobre las leyes de la termodinámica

Caminante

Minimo intenta poner una opinión personal. ¡¡¡¡¡Lo copiaste TAL y COMO ESTABA en la Wikipedia!!!!!

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Registrado: 14 Mar 2009

Ademas no se violan los principios de la Termodinamica con el llamado "demonio de Maxwell", ya que para que dicho sistema pueda tener la capacidad de separar moleculas calientes y frias, requiere energia. Eso es basico hoy en dia en las teorias de la informacion.

No veo el porque de este post, tomando en cuenta que lo COPIO Y PEGO.

Imagen de carlos_ruben
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Registrado: 30 Nov 2009

Tienen toda la razon, porque copiar y llamar la atencion, recomiendo hacer un campo informativo sobre las leyes de la termodinamica.

Anónimo

deje de copiar a wikipedia. de respuestas propias

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Registrado: 13 Abr 2011

mi pregunta es la siguiente, que se busca con el post, cual es el criterio del emisor del mensaje.. no lo entiendo, para mi esto es información que como bien dice esta extraida de textos,. ahora si haz hecho experimentos con ello , comentanos tu experiencias etc...

Saludos amigo

adrimiloja612

y porque mejor en lugar de criticar tanto y darle duro aportan algo interesante de lo que ustedes mismos dicen, corrigiendo o aportando a esta info,como experimentos o alguna informacion adicional, algo que deje la pauta y no solo " oiga se copio, copiona" por ejemplo yo lei un experimento de la comprobacion de las leyes de alejandro invan gobbi, del instituto de nuestra señora de fatima, este nos muestra de una manera facil y ditactica como se puede ver la entropia de un sistema con menor concentracion de calor ( hielo) al ser desordenado por otro sistema ( agua a tres diferentes temperaturas, ambiente, tibia y caliente). es muy interesante , me gusto y les dejo el link para que jusguen ustedes

Enlace a Google Docs

Anónimo

naaa q verr yo encuentro q esta mxo mejor q wikipdia aparte en wikipedia hay un gran error xq dice q la primera ley la propuso Nicolas Léonard Sadi Carnot y no es asii !!!!
al x lo menos se dedico a correjir los errores aweonaoos !! y da la informacion como corresponde !! .i.

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Registrado: 14 Mar 2009

Bueno, en primera instancia, no tiene mucho sentido tomar la información de Wikipedia y pegarla, incluso si corrigió los errores, lo mejor sería tratar de explicar lo que uno entiende de la termodinámica (o de lo que sea que se este hablando), no veo el sentido de postear algo que ya esta en internet.

Con respecto a incluir nuestras propias experiencias con la termodinámica (una vez más, el tema que sea), es buena idea, pero en la forma que se propone creo que sería como acelerarnos a la muerte del Universo.

Sí alguien tiene algo que compartir con la comunidad, es conveniente que cree un post correspondiente, donde sólamente se discuta sobre el tema en cuestión (e.g., caida de presión en un lecho), para tratar de tener un foro lo más organizado posible. De otra forma será muy difícil que esa información llegue más alla de, ya no digamos la gran mayoria de los usuarios del foro, sino incluso de los pocos que abran y lean el post. Y así el objetivo de un foro se pierde.

Por ultimo, por favor, traten de escribir lo mejor posible, que es muy difícil descifrar lo que escribieron. ¿Qué clase de ingenieros seríamos escribiendo como nos venga en gana?

Anónimo

Una pregunta, más bien, una inquietud, escamillaquiroz. Es usted egresado(a) de la UANL.

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Registrado: 14 Mar 2009

Respondo a tu pregunta anónimo: No.

Actualmente curso el 6° semestre de Ingeniería Química en la UANL y en unos días paso al 7° (espero).