PRESENTACION EN POWERPOINT SOBRE LA 2 LEY DE LA TERMODINÁMICA

PRESENTACION EN POWERPOINT SOBRE LA 2 LEY DE LA TERMODINÁMICA

1. 2da Ley de la Termodinamica T ermodin a mica General. “ Año De La Recuperación y Consolidación De La Economía Peruana ” Docente: Ing. Jorge Luis Carranza Gonzales. Estudiantes : Alvan López María Samanta. Gonzales Peña Paul Brian. Guerra Rengifo Wilson Antonio. Mendoza Vargas Gladys. Rojas Sánchez Leydi Paola. Soria Nuñez Nimia Eowye. Souza Rengifo Carlos Fernando.

2. Introducción La termodinámica es una rama fundamental de la física que se dedica al estudio d e la energía, el calor y el trabajo, así como d e los procesos que los involucran. La segunda ley de la termodinámica se erige como uno de los pilares fundamentales. A diferencia de la primera ley, que se centra en la conservación de la energía, introduce un concepto esencial: la irreversibilidad de los procesos naturales y la tendencia del universo hacia el desorden.

3. Desarrollo Histórico Sadi Carnot en 1824 introdujo el concepto de un ciclo ideal para las maquinas térmicas. Rudolf Clausius formulo el principio de que el calor no puede pasar de un cuerpo frio a uno caliente sin la intervención de un trabajo externo. William Thomson formulación similar. en 1850 enuncio una 3

4. Enunciados de Clausius y Kelvin Planck Enunciado de Kelvin- Planck: “Es imposible construir una máquina térmica que opere en un ciclo y convierta toda la energía térmica absorbida de una fuente en trabajo, sin dejar ningún cambio en el entorno.” Enunciado de Clausius: “Es imposible construir un dispositivo que opere en un ciclo y cuya única función sea transferir calor de un cuerpo más frío a uno más caliente sin realizar trabajo externo.” 4

5. Formulaciones comunes En términos de entropía: La entropía de un sistema aislado nunca disminuye; siempre permanece constante o aumenta. En otras palabras, los procesos naturales tienden a ir en la dirección que incrementa la entropía del universo. En términos de ciclos de Carnot: Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no tenga otro efecto que el de extraer calor de una fuente y convertirlo íntegramente en trabajo. En términos de transferencias de calor: El calor no puede fluir espontáneamente de un cuerpo más frío a uno más caliente sin la intervención de trabajo externo. 5

6. Ciclo de Carnot - El ciclo de Carnot es un ciclo teórico idealizado compuesto por dos procesos isotérmicos (a temperatura constante) y dos procesos adiabáticos (sin transferencia de calor). Es fundamental e n la termodinámica porque establece el límite superior de eficiencia para cualquier máquina térmica operando entre dos temperaturas. 6

7. Entropía - Entropía y Desorden El concepto de entropía es importante para la Segunda Ley de la Termodinámica. La entropía, denotada por (S), es una medida del desorden o la aleatoriedad de un sistema. La Segunda Ley se puede enunciar en términos de entropía de la siguiente manera: “En cualquier proceso natural, la entropía total de un sistema aislado siempre tiende a aumentar con el tiempo, alcanzando un máximo en el equilibrio.” - Entropía y la Flecha del Tiempo La Segunda Ley d e la Termodinámica introduce el concepto d e la "flecha del tiempo," que describe la dirección e n la que transcurren los eventos naturales. Debido a que la entropía d e un sistema aislado tiende a aumentar con el tiempo. 7

8. Procesos Reversibles e Irreversibles Procesos reversibles El sistema se mantiene en equilibrio termodinámico en todo momento, lo que implica que las propiedades del sistema no experimentan cambios abruptos ni discontinuidades durante el proceso. Ejemplo de proceso reversible Expansión isotérmica de un gas ideal: En un gas ideal, una expansión isotérmica a una temperatura constante es un proceso reversible. Procesos irreversibles Los procesos irreversibles se caracterizan por no estar en equilibrio termodinámico en todo momento, lo que significa que las propiedades del sistema pueden experimentar cambios abruptos y discontinuidades a medida que ocurre el proceso. Ejemplo de proceso irreversible: Expansión libre de un gas: Si se retira rápidamente un separador o una barrera de un gas contenido en un recipiente, el gas se expandirá rápidamente hacia el espacio disponible. 8

9. SISTEMA CERRADO, ABIERTO Y AISLADO El sistema cerrado es un sistema termodinámico donde se produce la entrada y salida de energía desde y hacia los alrededores. En este caso, la materia o sustancias contenidas e n el sistema no varían en cantidad. Un sistema abierto es un sistema termodinámico donde se produce la entrada y salida de materia y energía desde y hacia los alrededores. Un sistema aislado es un sistema termodinámico donde no se produce entrada y/o salida de materia y energía desde y hacia los alrededores. 9

10. Implicaciones y Aplicaciones Máquinas Térmicas y Ciclo de Carnot. Refrigeradores y Bombas de Calor. Procesos Industriales y Energía. Energía y Medio Ambiente. Entropía en la Biología y la Vida. Tecnología y Computación. Información y Entropía. 10

11. IMPORTANCIA DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Procesamiento de. Alimentos. Conservación de Alimentos. Eficiencia Energética. Diseño de Equipos. Control de Calidad. 11

12. Conclusión La Segunda Ley de la Termodinámica es un principio fundamental que establece la dirección natural de los procesos en el universo. Sus implicaciones van desde la irreversibilidad de los cambios naturales hasta la limitación de la eficiencia de las máquinas térmicas. Es importante para entender fenómenos como la entropía y el flujo de calor, y tiene aplicaciones prácticas en la ingeniería, la ciencia de los materiales y la cosmología. 12

13. Ejercicio Propuesto Problema .- ¿Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministran 9 000 calorías para obtener 27 200 Joules de calor de salida? 13

14. 14

15. GRACIAS! 15