En el siguiente trabajo primeramente se explica brevemente el concepto de termodinámica y su historia

I. INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo primeramente se explica brevemente el concepto de termodinámica y su historia, luego se hablara sobre la segunda ley, específicamente sobre en qué consiste y sus procesos, también se tomaran en cuenta las definiciones clásicas (Definición de Kelvin-Planck y Definición de Clausius). Así como el ciclo del Carnot, los procesos y el equilibrio termodinámico.

Para finalizar terminaremos presentando algunos casos, en conjunto con su desarrollo y explicación. Estos ejercicios se resumirán en ser solo pertenecientes a la segunda ley de la termodinámica.

II. JUSTIFICACIÓN

En el caso de esta investigación indagar sobre la segunda ley de la termodinámica, sus características, principales conceptos y principios básicos. Analizar y relacionar esta ley con ejemplos que se presentan en nuestra vida cotidiana, se determinara con exactitud los conceptos que se relacionan y aportan significado a esta ley, tales como: la entropía y los procesos de reversibilidad e irreversibilidad. Además queremos aportar a los jóvenes una manera más clara y positiva con respectos a los temas de la física que se nos presentan en la materia de ciencias naturales.

Por lo explicado anteriormente, se puede decir que la finalidad de esta investigación es definir en que consiste la segunda ley de la termodinámica demostrándolo con ejemplos.

III. OBJETIVOS

GENERAL:

- Explicar la termodinámica y la segunda ley de forma clara mediante el uso de definiciones claras y amplias para ofrecer un tipo de aprendizaje rápido y eficaz.

ESPECÍFICO:

- Establecer una definición básica sobre la termodinámica.

- Definir claramente los problemas que impliquen la segunda ley de la termodinámica.

IV. DESARROLLO DEL CONTENIDO

A. Termodinámica

La palabra termodinámica se divide en 2 términos: Termo (del griego que significa “calor”) y dinámica (proviene del latín dyamice cuyo significado está referido a las ciencia de las fuerzas)

Calor significa “energía en tránsito” y dinámica, en este caso, se refiere al “movimiento” por lo que en esencia la termodinámica estudia la circulación de la energía y como la energía infunde movimiento. Históricamente la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de la aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio termodinámico a nivel macroscópico. Los estados de equilibrio son los que se estudian y definen por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico.

Historia

En la mitad del siglo XIX, los físicos e ingenieros estaban construyendo máquinas de vapor para mecanizar el trabajo y el transporte y estaban tratando de encontrar la manera de hacerlos más potentes y eficientes. Grandes científicos como Clausius, Kelvin, Joule contribuyeron en gran medida, aunque en cierta parte se le considera como padre de esta disciplina al físico francés Sadi Carnot.

Carnot demostró que se podía predecir la eficiencia máxima teórica de un motor de vapor mediante la medición de la diferencia de temperaturas del vapor en el interior del cilindro y la del aire que lo rodea, conocida en términos termodinámicos como los depósitos de agua caliente y fría de un sistema, respectivamente.

V. Segunda ley de la termodinámica

A. ¿En qué consiste?

Esta ley de la física expresa que "La cantidad de entropía (magnitud que mide la parte de la energía que no se puede utilizar para producir un trabajo) de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo". Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico.

La incapacidad de la primera ley de identificar si un proceso puede llevarse a cabo es remediado al introducir otro principio general, la segunda ley de la termodinámica. Cuando los procesos no se pueden dar, esto se puede detectar con la ayuda de una propiedad llamada entropía. Un proceso no sucede a menos que satisfaga la primera y la segunda ley de la Termodinámica.

La segunda ley también afirma que la energía tiene calidad, así como cantidad. La primera ley tiene que ver con la cantidad y la transformación de la energía de una forma a otra sin importar su calidad. Preservar la calidad de la energía es un interés principal de los ingenieros, y la segunda ley brinda los medios necesarios para determinar la calidad, así como el nivel de degradación de la energía durante un proceso. La naturaleza establece que el total de energía asociada con una fuente térmica nunca puede ser transformada íntegra y completamente en trabajo útil. De aquí que todo el trabajo se puede convertir en calor pero no todo el calor puede convertirse en trabajo.

B. Entropía

Es la medida del grado de desorden de en un sistema, en el caso de la segunda ley de la termodinámica se define como la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo.

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta. Por ejemplo, un motor de combustión quema gasolina y produce agua y bióxido carbono, dos moléculas más pequeñas y con menor contenido de energía que la gasolina; en consecuencia, la combustión incrementa la entropía. A la larga todo envejece, nada rejuvenece.

Esta propiedad determina la irreversibilidad de los sistemas mecánicos, biológicos o cósmicos.

C. Procesos que se cumplen gobernados por la segunda ley:

La segunda ley de la termodinámica establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. Los siguientes son algunos

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