Termodinámica

Termodinámica

Es la ciencia que estudia la energía del universo y las formas para transformarla el trabajo útil a la sociedad humana (la civilización actual depende de la energía para desempeñar actividades que antes dependían del trabajo muscular animal o humano).

La termodinámica define y explica los principios que gobiernan la eficiencia de transformación de la energía en trabajo útil.

Primera ley de la termodinámica

La primera ley de termodinámica aplicada a un sistema establece que cuando la energía se transfiere y/o se transforma, la energía final (en cualquiera de sus formas) puede ser igual a la energía inicial del sistema. Esta ley establece que la energía se manifiesta únicamente por sus efectos físicos y/o químicos sobre sistemas termodinámicos, y esta ley se apreciara mejor si primeramente se analiza ciertas características propias de la energía.

El fundamento de esta ley se confirma al efectuar un proceso cíclico a un sistema cerrado. Por ejemplo: considere un sistema formado por vapor de agua sobrecalentado dentro de un arreglo cilíndrico / pistón. Primero el sistema se somete a un proceso ideal (cuasi-estático) depresión isobadica, este proceso requiere la transferencia de cierta cantidad de calor (aQb) del sistema hacia los alrededores a medida que el sistema recibe cierta cantidad de trabajo (aWb) la presión atmosférica hace que el gas se comprima. Considere ahora la transferencia de calor (bQc) al sistema para alcanzar el estado (C) a volumen constante, durante esta etapa e sistema no transfiere trabajo (bWc=0). La suma neta del trabajo y del calor es:

- a•Q•b + b•Q•c - a•W•b + b•W•c= ∫δ•Q + ∫δ•Q- ∫δ•W + 0

Segunda ley de la termodinámica

Se puede expresas cualitativamente con el auxilio de dos anunciados de carácter experimental el primero es el anunciado Clausus y el enunciado de Klevin-Plank deriva la observación experimental y establece una imposibilidad de ciertos eventos físicos.

Enunciado de Clausius: es imposible construir un dispositivo o máquina que opere cíclicamente transfiriendo calor de una reserva térmica de baja temperatura hacia una reserva térmica de mayor temperatura (sin requerir suministro alguno de trabajo) en otras palabras es imposible construir un refrigerador con un coeficiente de desempeño infinito.

Enunciado de Kelvin-Plank: es imposible construir un dispositivo o maquina que produzca trabajo y que opere cíclicamente intercambiando calor con una sola reserva térmica.

Básicamente describe que es imposible de construir una máquina que convierta en trabajo todo el calor recibido de una reserva térmica (es imposible construir una maquina con eficiencia del 100%)

El trabajo que produce una maquina es igual al trabajo requerido para funcionar como un ciclo.

si se logra demostrar que a trabajo irreversible (wi) no puede ser mayor que el trabajo reversible (Wr) lógicamente se tiene que concluir que el teorema del principio de Carnot es válido.

La reserva térmica de alta temperatura no experimente un cambio neto de energía en forma de calor transferible al operar las 2 maquinas

Esto es un ciclo que puede transferir el calor al ciclo de potencia.

Si la reserva térmica de alta temperatura no experimenta cambio alguno

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