La termodinámica es la disciplina que dentro de la ciencia madre, la
Física, se ocupa del estudio de las relaciones que se establecen entre el
calor y el resto de las formas de energía. Entre otras cuestiones la
termodinámica se ocupa de analizar los efectos que producen los
cambios de magnitudes tales como: la temperatura, la densidad, la
presión, la masa, el volumen, en los sistemas y a un nivel macroscópico.
La base sobre la cual se ciernen todos los estudios de la termodinámica
es la circulación de la energía y como ésta es capaz de infundir
movimiento.
LEYES DE LA TERMODINAMICA
LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un
sistema a través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni
se destruye, sólo se transforma.
La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía microscópica de
todas las partículas que lo componen. Un sistema está formado por gran cantidad de partículas en
movimiento. Cada una de ellas posee: energía cinética, por el hecho de encontrarse a una
determinada velocidad energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas
posiciones unas respecto de otras energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del
sistema
LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La segunda ley de la termodinámica es un principio general que impone
restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en
los motores térmicos. De este modo, va más allá de las limitaciones impuestas por
la primera ley de la termodinámica. Sus implicaciones se pueden visualizar en
términos de la analogía con la cascada
Segunda ley de la termodinámica: No es posible que el calor
fluya desde un cuerpo frío hacia un cuerpo mas caliente, sin
necesidad de producir ningún trabajo que genere este flujo.
La energía no fluye espontáneamente desde un objeto a baja
temperatura, hacia otro objeto a mas alta temperatura. Esto
se opone al perfecto refrigerador. Las declaraciones sobre los
refrigeradores, se aplican a los acondicionadores de aire y a
las bombas de calor, que encarnan los mismos principios. Esta
es la "segunda forma", o la declaración de Clausius de la
segunda ley.
Motores Térmicos Segunda ley de termodinámica: es imposible extraer una
cantidad de calor QH de un foco caliente, y usarla toda ella para producir
trabajo. Alguna cantidad de calor QC debe ser expulsada a un foco frío. Esto se
opone a un motor térmico perfecto. A veces se denomina la "primera forma"
de la segunda ley, y es conocida como el enunciado de la segunda ley de
Kelvin-Planck.
Segunda ley de la termodinámica: en cualquier
proceso cíclico, la entropía aumentará, o
permanecerá igual.
LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
El tercer principio de la termodinámica o tercera ley de la
termodinámica, más adecuadamente Postulado de Nernst
afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un
número finito de etapas. Sucintamente, puede definirse
como:
al llegar al cero absoluto, 0 K,
cualquier proceso de un sistema
físico se detiene.
al llegar al cero absoluto la
entropía alcanza un valor
mínimo y constante.
En términos simples, la tercera ley3 indica que la entropía
de una sustancia pura y cristalina en el cero absoluto es
nula. Por consiguiente, la tercera ley provee de un punto
de referencia absoluto para la determinación de la
entropía. La entropía relativa a este punto es la entropía
absoluta. Un caso especial se produce en los sistemas con
un único estado fundamental, como una estructura
cristalina. La entropía de un cristal perfecto definida por el
teorema de Nernst es cero (dado que el \log{(1)}=0). Sin
embargo, esto desestima el hecho de que los cristales
reales deben crecer en una temperatura finita y poseer
una concentración de equilibrio por defecto.