SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• Las transformaciones de trabajo sonnecesarias para transportar personasy bienes, para manejar maquinaria,bombear líquidos, comprimir gases yproporcionar la entrada de energía amuchos otros procesos.

• Gran parte de la producción de trabajoesta disponible en la forma básica deenergía eléctrica, la cual, por medio demotores, se convierte luego en trabajomecánico rotacional.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• La mayor parte de energía eléctrica(trabajo) se obtiene de combustiblesfósiles o nucleares.

• Los combustibles permiten producircorrientes de gas o líquido atemperaturas elevadas, para laproducción de trabajo.

• El estudio de la conversión del caloren trabajo, es extremadamenteimportante y la Segunda Ley de laTermodinámica es la que sirve paraorientarse.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• Otra consideración en la segunda ley es que aparte de cantidad, la energía tiene

también calidad.

• La experiencia diaria indica que la energía se puede utilizar en forma de trabajo

que como calor.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• Si el trabajo se puede convertir 100%

en calor, la situación inversa no es

posible, de lo cual podemos mencionar

que “Cuando ocurre un proceso

termodinámico, esto ocurre en una

sola dirección con respecto al tiempo,

pero no viceversa. Por ejemplo:

a) Si aventamos un vaso de cristal al

suelo, este objeto se romperá y se

dispersará en fragmentos, entonces

aquí viene la pregunta ¿es posible que

de forma natural los fragmentos se

reconstruyan nuevamente a la forma

original que tenía antes el vaso? la

respuesta es no, ya que se trata de un

fenómeno irreversible.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• La segunda ley se centra en el estudiode la entropía (S), concepto que seasocia directamente al grado dedesorden que exista en el universo. Lacantidad de entropía en el universotiende a incrementarse con el tiempo.

• Pero… ¿Qué es entropía? Pues bien, laentropía no es más que aquellacantidad de energía que no se puedeaprovechar para producir un trabajo.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• El desorden se puede ver en los estados de agregación de la materia, el

desorden es mayor en un gas que en un líquido y mucho mayor que en

un sólido.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• En un compuesto solido soluble en agua,

este compuesto como sólido cristalino

posee una estructura y un orden, el agua

presenta un orden propio, aunque es

mas desordenado que el sólido. Al

momento de disolver el sólido en el

líquido, el resultado es un compuesto

distribuido al azar en un medio

desordenado, es decir, favoreceremos el

incremento de la entropía.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• Entre otras consideraciones, la segunda ley es

extremadamente útil para:

a) Proporciona los medios para medir la calidad de la

energía.

b) Establece los criterios para determinar el funcionamiento

ideal de los equipos o maquinarias.

c) Determina la dirección de los procesos.

d) Establece los estados de equilibrio final para los procesos

espontáneos.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La segunda ley de la termodinámica fue

enunciada por William Thomson, Lord

Kelvin en 1850, y se enuncia así:

“ES IMPOSIBLE CONSTRUIR UNA MÁQUINA

TÉRMICA QUE, AL OPERAR EN UN CICLO,

TRANSFORMA EN CALOR TODO EL

TRABAJO QUE SUMINISTRÓ”

APLICACIONES DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

• La Segunda Ley de la Termodinámica resulta útil en las máquinas térmicas:

APLICACIONES DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA. EFICIENCIA DE UNA MÁQUINA

• Una de las aplicaciones se refiere a la posibilidad de calcular la

eficiencia o el rendimiento de las máquinas a través de la ecuación:

EJEMPLOS

• 1. Los ciclos de un motor diésel transfieren un total de 1120 calorías

cuando realiza un trabajo de 72.3 J. En estas condiciones, ¿cuál es el

rendimiento de la máquina?

DATOS FORMULA CONVERSIÓN SUSTITUCIÓNY

RESULTADO

QH = 1120 cal

W = 72.3 J

e = ?

e = W/QH

1 cal = 4.18 J

1120 cal (4.18 J/1 cal) =

4681.6 J

e = 72.3 J/4681.6 J

e = 0.0154 J

EJEMPLOS

• 2. ¿Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cuál se le

suministrarán 8000 calorías para obtener 25 200 joules de calor de

salida?

DATOS FORMULA CONVERSIÓN SUSTITUCIÓNY

RESULTADO

QH = 8000 cal

Qc = 25 200 J

e = ?

e = 1 – (Qc/QH)

1 cal = 4.18 J

8 000 cal(4.18 J/1 cal)

=

33 600 J

e = 1 – (25 200 J/33 600 J)

e = 1 – 0.75

e = 0.25

ACTIVIDAD 1 . RESUELVE EN TU CUADERNO LOSEJERCICIOS DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

• 1. Calcular la eficiencia de una máquina térmica a la cual se lesuministran 4.5 x 107 cal, realizando un trabajo de 8.3 x 106 J.

• 2. Suponga que una persona le comenta que construyo una máquinatérmica la cual, en cada ciclo, recibe 90 cal de la fuente caliente y realizaun trabajo de 400 J. ¿Qué eficiencia presenta la máquina?

• 3. Calcular la eficiencia de una máquina térmica a la cuál se lesuministrarán 9000 calorías para obtener 15 700 joules de calor desalida?

• 4. Los ciclos de un motor de vapor transfieren un total de 7 500calorías cuando realiza un trabajo de 680 J. ¿Cuál es el rendimiento dela máquina?

ACTIVIDAD 2

Revisa el video LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA (duración

9.27 min) en el siguiente enlace

https://www.youtube.com/watch?v=4ijnbmrplBQ

Con la información obtenida elabora una reflexión de 15 renglones donde

hagas mención sobre la importancia de la segunda ley de la termodinámica

en nuestro planeta.

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• La tercera ley es solo un modelo

matemático que no se puede

comprobar experimentalmente.

• Cuando la temperatura baja

nuestro cuerpo prefiere estar en

un estado de reposo, pues al

momento de estar descansando

puede alcanzar un equilibrio.

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICACONSIDERACIONES GENERALES

• Imaginemos un conjunto deátomos que no se mueven, paraque esto suceda la temperaturatendría que disminuir, entonceslos átomos dejarían de realizarvibraciones y generarían unageometría perfecta, pero por masque intentemos no es posiblellegar a 0 K, esta temperatura seconsidera el cero absoluto.

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La tercera ley de la termodinámica o

Postulado de Walther Nernst afirma que

no se puede alcanzar el cero absoluto en

un número finito de etapas, de tal manera

que puede definirse como:

➢Al llegar el cero absoluto, cualquier

proceso de un sistema físico se

detiene.

➢La entropía alcanza un valor

mínimo y constante en 0 K

ACTIVIDAD 3.

• Realizar en su cuaderno la actividad de aprendizaje 1 que

se localiza en el libro de Temas Selectos de Química II,

página 54.

• Para comprender que es la criogenización puedes

consultar el siguiente link (duración 4.53 min.)

https://www.youtube.com/watch?v=89mUJE-2Wxw

GRUPO 601

• 25 DE MAYO. ACTIVIDAD 1

• 25 DE MAYO. ACTIVIDAD 2

• 01 DE JUNIO. ACTIVIDAD 3

• 28 DE MAYO. ACTIVIDAD 1

• 28 DE MAYO. ACTIVIDAD 2

• 04 DE JUNIO. ACTIVIDAD 3

GRUPO 602

FECHA DE ENTREGA DE LAS ACTIVIDADES