El documento presenta información sobre las leyes de la termodinámica. Explica la primera ley, que establece que el calor transferido por un sistema es igual al trabajo realizado más el cambio en la energía interna. También cubre la segunda ley, que indica que es imposible construir una máquina térmica 100% eficiente o transferir calor de un cuerpo frío a uno caliente sin trabajo. Finalmente, describe el ciclo termodinámico ideal de Carnot.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE ECOLOGÍA - ING. SANITARIA
DOCENTE:
Cabrera Santamaría Marco Antonio
INTEGRANTES:
Galán Rojas Bill Lee
Alarcón Coronel Jorge Luis
Ríos Torrejón Marlon Jesus
Altamirano Julca José Fernando
Farroñan Sandoval Junior Alexander
23 de Junio del 2023 - Moyobamba

2. LEYES TERMODINÁMICAS

4. Primera Ley:
El calor transferido por un sistema en un proceso termodinámico,
es igual al trabajo realizado por el sistema más la variación de la
energía interna.
ΔQ = W + ΔU
W = 0 en procesos isocóricos
AU = Variación de la energía interna
Si AU es (+), se calienta el sistema
Si AU es (-), se enfría el sistema
AU = O en procesos isotérmicos y en
ciclos termodinámicos
AQ(+) = Calor entregado al sistema
AQ(-) = Calor liberado por el sistema
W(+) = Trabajo realizado por el
sistema
W(-) = Trabajo realizado sobre el
sistema

5. Ejercicio 1:
Un gas diatómico realiza un proceso Isobárico incrementando su temperatura en 10
“C, si se sabe que existen dos moles de dicho gas, ¿Qué cantidad de calor, en J,
recibió?
Solución:
Gas diatómico : i=5
AT=10%C , pero AC=4K > AT =10K
n=2 moles
AQ=?
W=nRAT
W=2x8,31x10
W=1662J
AU= 1/2 w
AU= 1/2 (662)
AU=4155J

6. Por la primera ley de la Termodinámica:
AQ = W+4U
AQ =166,2+ 4155
AQ =5817J

8. Segunda Ley:
Se puede enunciar de las siguientes formas:
1. Enunciado de Kelvin y Planck: “Es imposible construir una máquina térmica que sea 100%
eficiente”.
1. Enunciado de Clausius: “Es imposible que un cuerpo frío entregue calor de forma natural a
un cuerpo caliente, sólo invirtiendo trabajo lo que puede hacer de manera forzada”.
1. “La Entropía siempre aumenta de manera natural”.
La entropía se puede considerar como una medida de lo próximo o que no se halla un sistema
del equilibrio; también se puede considerar como una medida del desorden (espacial y
térmico) del sistema.

9. Observación: La segunda Ley sugiere además, la existencia de una escala de
temperatura absoluta con un cero absoluto de temperatura. De acuerdo a esta, el
cero absoluto no se puede alcanzar por ningún procedimiento que conste de un
número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto,
pero nunca se puede llegar a él, esta importante conclusión en ocasiones suele
denominarse como la tercera Ley de la Termodinámica.

10. EFICIENCIA
Es la relación entre el trabajo realizado por una máquina térmica (W)
respecto al calor suministrado para tal fin (Q)
Máquina térmica:
Es un dispositivo capaz de transformar el calor en energía mecánica.
El color necesario para conseguir que funcione una máquina térmica
procede, generalmente, de la combustión de un combustible. Dicho
calor es absorbido por un fluido que, al expandirse, pone en
movimiento las distintas piezas de la máquina

11. MT
FOCO CALIENTE
FOCO FRÍO
W
Qc
Q🇫
Tc
T🇫

12. η =W/Qc ó η%= (W/Qc) * 100%
Donde: W = Qc - Q🇫
η = Qc - Q🇫/Qc = 1 - (Q🇫/Qc)
Calor Cedido al foco
frío
Calor Absorbido del
foco caliente

14. Nicolas Léonard Sadi Carnot
Físico e ingeniero militar francés,
demostró que no puede existir un
motor térmico perfecto, es decir, que
en cualquier motor térmico se pierde
parte del calor suministrado. Sentó
así las bases del segundo principio
de la termodinámica.

15. CICLO DE CARNOT
El ciclo ideal de Carnot fue propuesta
por el físico francés Sadi Carnot, que
vivió a principios del siglo XIX. Una
máquina de Carnot es perfecta, es
decir, convierte la máxima energía
térmica posible en trabajo mecánico.
Carnot demostró que la eficiencia
máxima de cualquier máquina depende
de las diferencia entre las temperaturas
máxima y mínima alcanzadas durante
un ciclo. Cuanto mayor es esa
diferencia, más eficiente es la máquina.
Por ejemplo, un motor de automóvil sería
más eficiente si el combustible se quemara
a mayor temperatura o los gases de escape
salieran a menor temperatura.
Es decir que este ciclo ideal se logra la
máxima eficiencia posible obtenida por una
máquina térmica, el cual consta de cuatro
pasos:
a —> b = Expansión isotérmica
b —> c = Expansión adiabática
c —> d = Compresión isotérmica
d —> a = Compresión adiabática

16. LAS CUALES SE MUESTRAN A CONTINUACIÓN:
EXPANSIÓN ISOTÉRMICA
PROCESO 1-2:
El gas del cilindro se expande
y provoca movimiento,
realizando un trabajo sobre
los alrededores y
manteniendo la temperatura
constante.

17. EXPANSIÓN ADIABÁTICA
PROCESO 2-3:
El gas del cilindro continúa la
expansión lentamente, también
realiza trabajo pero a la vez
disminuye la temperatura del
gas.

18. COMPRESIÓN ISOTÉRMICA
PROCESO 3-4:
El cilindro es puesto en
contacto con un foco frío,
(disminuyendo la temperatura
totalmente).La cantidad total
del calor se combina con el foco
frío del gas.Consume un trabajo
que se realiza sobre el gas;(no
hay trabajo, no hay movimiento
dentro del pistón).

19. COMPRESIÓN ADIABÁTICA
PROCESO 4-1 :
El gas se comprime de
forma adiabática subiendo
la temperatura .

20. Nótese que la temperatura T1 se obtiene en el
foco caliente (Tc = T1) y la temperatura T2 se
obtiene en el foco frío (Tf = T2) (Qc = Q1 ; Qf =Q2)
El ciclo completo de Carnot, se puede representar
en una gráfica “p” vs “V”, de la siguiente manera:
El trabajo realizado en el ciclo es: W = Qc - Qf

22. 2. Se comprime isotérmicamente un gas ideal, según muestra el gráfico. Determine el
calor recibido por el gas, en J. Considere n 2 = 0.693

23. Una máquina de Carnot funciona entre dos focos a 600 K y 300 K de temperatura. Si esta
máquina es capaz de levantar un saco con 100 Kg de papas a una altura de 5m, en cada ciclo.
Determine el calor recibido por la máquina, en KJ, para efectuar tal proeza. (g = 10 m/s²).
a) 0,5 b) 4 c)5 d) 8 e) 10

24. GRACIAS