Primera Ley de la Termodinámica (Ley de la Conservación de la Energía)
Enunciado: La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra. En términos de un sistema termodinámico, esta ley se expresa como:
Δ
𝑈
=
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Primera Ley de la Termodinámica (Ley de la Conservación de la Energía)
Enunciado: La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra. En términos de un sistema termodinámico, esta ley se expresa como:
Δ
𝑈
=
𝑄
−
𝑊
ΔU=Q−W
donde:
Δ
𝑈
ΔU es el cambio en la energía interna del sistema,
𝑄
Q es el calor añadido al sistema,
𝑊
W es el trabajo hecho por el sistema.
Detalles:
Energía Interna: Es la suma de todas las energías cinéticas y potenciales de las partículas dentro del sistema.
Calor (Q): Es la transferencia de energía térmica hacia o desde el sistema debido a una diferencia de temperatura.
Trabajo (W): Es la energía transferida cuando el sistema realiza trabajo sobre su entorno o cuando el entorno realiza trabajo sobre el sistema. En un proceso de expansión o compresión, esto se puede calcular como
𝑊
=
𝑃
Δ
𝑉
W=PΔV donde
𝑃
P es la presión y
Δ
𝑉
ΔV es el cambio en volumen.
Aplicaciones:
En un motor de combustión interna, el calor generado por la combustión se convierte en trabajo mecánico.
En procesos químicos, el cambio en la energía interna se puede relacionar con la energía de reacción.
Segunda Ley de la Termodinámica (Ley de la Entropía)
Enunciado: La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía total de un sistema aislado siempre tiende a aumentar con el tiempo. En otras palabras, los procesos naturales tienden a moverse hacia un estado de mayor desorden o dispersión de energía.
Detalles:
Entropía (S): Es una medida de la dispersión de la energía o el desorden en un sistema. La entropía siempre aumenta en un proceso espontáneo.
Formulación Matemática: Para un proceso reversible, el cambio en la entropía se puede expresar como
Δ
𝑆
=
𝑄
𝑟
𝑒
𝑣
𝑇
ΔS=
T
Q
rev
, donde
𝑄
𝑟
𝑒
𝑣
Q
rev
es el calor transferido en un proceso reversible y
𝑇
T es la temperatura en la que ocurre la transferencia.
Proceso Irreversible: En un proceso real, la entropía total del sistema más el entorno siempre aumenta. Es decir,
Δ
𝑆
𝑡
𝑜
𝑡
𝑎
𝑙
≥
0
ΔS
total
≥0.
Aplicaciones:
En un ciclo de Carnot (máximo rendimiento teórico de una máquina térmica), la eficiencia está limitada por la temperatura de las fuentes de calor y el concepto de entropía.
En procesos biológicos, la entropía ayuda a entender por qué los organismos necesitan un flujo constante de energía para mantener el orden.
Tercera Ley de la Termodinámica (Ley de Nernst)
Enunciado: La tercera ley de la termodinámica afirma que a medida que la temperatura de un sistema se acerca al cero absoluto (0 K), la entropía del sistema tiende a un valor constante mínima, que es típicamente cero para un cristal perfecto.
Detalles:
Temperatura Cero Absoluto (0 K): Es la temperatura teórica en la que el sistema tendría la menor energía posible.
Entropía a 0 K: En un cristal perfecto (sin imperfecciones), la entropía es cero. Para sistemas reales, la entropía se aproxima a un valor constante,
Size: 3.25 MB
Language: es
Added: Sep 18, 2024
Slides: 8 pages
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las 4 leyes de la termodinámica La termodinámica es una rama de la física que estudia cómo la energía se transfiere y transforma en los sistemas físicos. Las leyes de la termodinámica describen los principios fundamentales que rigen el comportamiento de la energía y la materia . 1 intengrantes : Yojhan Llanos Fuentes Alan Alexander Lima Condori Barny Llusca Hancco Yosshuar Hanccoccallo Medrano Alex Sandro Machaca Halanocca
Primera ley de termodinámica La primera ley establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. 1 2 3 Conservación de la Energía En un sistema cerrado, la energía total, incluyendo la energía interna, el trabajo y el calor, se conserva. Cambios de Estado La energía puede cambiar de forma, por ejemplo, de calor a trabajo o viceversa, pero la cantidad total de energía permanece igual. Aplicación Práctica La primera ley es fundamental para el diseño de motores y otros dispositivos que utilizan energía.
Segunda ley de la termodinámica La segunda ley establece que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. 1 2 3 Flujo de Calor El calor siempre fluye de un objeto caliente a uno frío. Entropía Creciente La entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. Proceso Irreversible Los procesos que aumentan la entropía son irreversibles, es decir, no se pueden revertir espontáneamente.
Tercera ley de la termodinámica La tercera ley establece que la entropía de un sistema cristalino perfecto a 0 Kelvin es cero. En otras palabras, la entropía de un sistema no puede ser negativa. 1 La tercera ley establece que la entropía de un sistema cristalino perfecto a 0 Kelvin es cero. En otras palabras, la entropía de un sistema no puede ser negativa.
Aplicaciones de las leyes de la termodinámica 1 Ingeniería El diseño de motores de combustión interna, turbinas de vapor, refrigeradores y sistemas de energía solar. 2 Química El estudio de las reacciones químicas, los cambios de fase y la energía libre. 3 Biología La comprensión de los procesos metabólicos, la transferencia de energía en las células y la termodinámica de las proteínas. 5
Eficiencia de los sistemas termodinámicos 6 Energía de Entrada La cantidad de energía que ingresa al sistema. Energía Útil La cantidad de energía que se transforma en energía útil. Energía Perdida La cantidad de energía que se pierde como calor o en otros procesos irreversibles.
Conclusión las leyes de la termodinámica son principios fundamentales que rigen el comportamiento de la energía y la materia. Son herramientas esenciales para comprender el mundo que nos rodea, desde los motores de los automóviles hasta la evolución de las estrellas. Primera Ley Conservación de la energía. Segunda Ley Aumento de la entropía en sistemas aislados. 7 Tercera Ley Entropía cero a 0 Kelvin.