Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.
Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.
Primer principio, establecido por Lord Kelvin (1824-1907), físico ingles, matemático, inventor e ingeniero, indica la imposibilidad de construir una maquina térmica que transforme todo el calor que se le suministra en trabajo mecánico, también menciona que este proceso siempre es parcial, porque las transformaciones que experimenta la energía la “deterioran” en formas menos útiles.
Por ejemplo, dos acciones en las que el trabajo mecánico se convierte totalmente en calor para vencer la fricción son el de frotarse las manos con fuerza y cuando se arrastra con rapidez sobre el piso. Pero el proceso inverso, en el que el calor se transforma en trabajo mecánico, nunca sucede.
El segundo principio fue establecido por Anders Clausius (1701-1744), astrónomo que realizo trabajos en el campo de la astronomía y de la geociencias e invento el termómetro que lleva su nombre.
Este afirmo que el calor no puede por sí mismo, sin la intervención de un agente externo, pasar de un cuerpo frio a un cuerpo caliente, ya que de manera espontanea fluye de una fuente caliente a una fría.
Ejemplos de esto es cuando en invierto , el calor fluye naturalmente del interior de una habitación con calefacción al exterior que contiene aire frio, en cambio en verano el calor fluye del exterior al interior de la habitación, y nos abrigamos bien en épocas de frio para evitar perdida de calor.
Ciclo termodinámico.
Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir, que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.
No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones de estado del sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.
Para mayor informacion , consulte:
Libro “Temas de física” Fco. Javier García Goiz
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