Energía interna
La magnitud que
designa la energía almacenada por un sistema de partículas se denomina energía
interna (U). La energía interna es el resultado de la contribución de la
energía cinética , de las moléculas o átomos que lo constituyen,
de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía
potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio,
electromagnético y nuclear.
Maquina térmica
Es un aparato que
opera continuamente o cíclicamente y
ejecuta una cierta cantidad de trabajo como resultado de la transferencia de
calor de una fuente de alta temperatura a otra de temperatura baja.
La máquina
térmica permite obtener un sistema que opera en un ciclo con un trabajo
positivo y una transmisión de calor positiva.
La imagen corresponde
a un esquema de la central eléctrica de vapor la cual se encaja en la
definición de máquina térmica. El esquema es bastante simplificado y el estudio
de las centrales eléctricas de vapor reales, se estudia en el punto
correspondiente al ciclo Rankine
QH: cantidad de calor
suministrada al vapor en la caldera desde una fuente de alta temperatura
(quemador de la caldera)
QL: cantidad de calor
liberado del vapor en el condensador en un sumidero de baja temperatura (agua
de enfriamiento)
WT: cantidad de trabajo
entregado por el vapor cuando se expande en la turbina.
WB: cantidad de trabajo
requerido para comprimir el agua a la presión de la caldera.
Segunda ley de 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 la segunda ley se deriva que, en un proceso natural, el calor se transfiere siempre de un cuerpo con mayor temperatura a
uno con menor temperatura y
nunca al contrario. Si quisiéramos realizar lo contrario sería mediante un
proceso artificial, con la intervención de un trabajo.
De una manera simplificada, se puede
decir que un proceso reversible es aquel proceso que, después de ser llevado de
un estado inicial a uno final, puede retomar sus propiedades originales.
Estos procesos son procesos ideales,
ya que el tiempo necesario para que se establezcan esos infinitos estados de
equilibrio intermedio sería infinito.
Ejemplos
- Movimiento sin fricción
- Compresión o expansión
restringida.
- Transferencia de energía
como calor debido diferencia infinitesimal de la temperatura
- Corriente eléctrica a través
de una resistencia cero
- Reacción química restringida
- Mezcla de dos muestras de la
misma sustancia en el mismo estado
Proceso irreversible.
El concepto
de irreversibilidad se
aplica a aquellos procesos que, como la entropía, no son reversibles en el tiempo. Desde esta perspectiva termodinámica, todos los procesos
naturales son irreversibles. El fenómeno de la irreversibilidad resulta del
hecho de que si un sistema termodinámico de moléculas interactivas es
trasladado de un estado termodinámico a otro, ello dará como resultado que la
configuración o distribución de átomos y moléculas en el seno de dicho sistema
variará.
- Movimiento con fricción
- Expansión libre
- Transferencia de energía
como calor debido la diferencia significativa de temperatura.
- Corriente eléctrica a través
de una resistencia diferente a cero
- Reacción química espontánea
La Segunda Ley de Newton establece que si el calor entre cuerpos se transmite de un cuerpo con más calor a uno con menos calor. Hasta llegar a un equilibrio térmico.
ResponderEliminarUn proceso reversible es aquel que puede regresar a su estado original. Y un proceso irreversible, como la entropía, que no es reversible en el tiempo, son aquellos que no pueden regresar a su estado original.
Luis Manuel García Buelna
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