Segunda ley de la termodinamica
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El documento aborda la segunda ley de la termodinámica, explicando conceptos como la eficiencia térmica y el principio de Kelvin-Planck, que establece que ninguna máquina térmica puede convertir todo el calor recibido en trabajo útil. También se explican los principios de Clausius y Carnot, destacando la imposibilidad de transferir calor de un cuerpo frío a uno caliente sin trabajo y la necesidad de un ciclo térmico para la producción de trabajo. Además, se introduce la entropía como una medida del desorden en los sistemas termodinámicos.
Segunda ley de la termodinamica
- 2. INTRODUCCION La 2º Ley de la Termodinámica: se basa en el principio de la conservación de la energía, se utiliza para saber o predecir la dirección y extensión de la energía en un determinado proceso.
- 3. MAQUINA TERMICA Es un dispositivo que recibe calor, desarrolla trabajo y opera en un ciclo mecánico. Figura que muestra una máquina térmica en general y como ejemplo una planta de energía a vapor.
- 4. llamaremos a la máquina térmica simplemente MT. Para cada uno de los dispositivos el trabajo neto realizado es:
- 5. EFICIENCIA (Μ) En el grafico representa la magnitud de la energía desperdiciada con el fin de completar el ciclo. Pero nunca es cero, por lo que el trabajo neto de salida es siempre inferior a la cantidad de calor de entrada. Es decir, que solo una fracción del calor de entrada es trasferido al motor como trabajo. La fracción entre el trabajo neto y el calor de entrada es una medida de resultados de un motor térmico y se llama “eficiencia térmica”, para motores calientes la salida deseada es la salida neta de trabajo y la entrada requerida es la cantidad de calor suministrado a los fluidos de trabajo. Entonces el rendimiento térmico de un motor puede expresarse como:
- 6. PRICIPIO DE KELVIN–PLANCK Este principio dice que ninguna máquina térmica convierte todo el calor que recibe en trabajo útil. El enunciado dice: Es imposible para cualquier dispositivo que funcione en un ciclo de recibir calor de un solo depósito y producir una cantidad neta de trabajo (toda la energía convertida en calor) El enunciado también se expresa como: Ninguna máquina térmica puede tener una eficiencia de 100%, para que una planta de energía funcione, el fluido de trabajo debe intercambiar calor con el ambiente así como con el horno.
- 7. REFRIGERADORES Y BOMBAS DE CALOR El refrigerador es una máquina que requiere trabajo para transferir calor de un cuerpo frío a otro caliente y opera en ciclos. Figura que muestra al refrigerador (fig. Izquierda) y a la bomba de calor (fig. de la derecha)
- 8. Refrigerador Extrae calor de un sistema Bomba de calor Suministra calor a una sistema
- 9. PRINCIPIO DE CLAUSIUS Se expresa como: Es imposible construir un dispositivo que funcione en un ciclo y cuyo único efecto sea producir la transferencia de calor de un cuerpo a otro cuerpo de temperatura mas baja a un cuerpo de temperatura más alta.
- 10. ENTROPIA La magnitud física denominada entropía es una función de estado cuyo comportamiento para el conjunto sistema-entorno muestra diferencias en los procesos reversibles e irreversibles. 𝒅𝒔 = 𝒅𝑸 𝑻 ∆𝑸 = ∆𝑺 . 𝑻 La entropía de un sistema puede relacionarse con la idea de desorden.
- 11. ENUNCIADO DE CARNOT Para producir trabajo. Una maquina térmica tiene que recibir necesariamente calor de la fuente caliente y cederlo a una fría.
- 12. CICLO DE CARNOT