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LEYES DE LA TERMODINAMICA



LEY CERO:La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue
enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Fowler y dice:

“Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico
entre sí”.

El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas
equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque
permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en
función de las propiedades de una sustancia. La aplicación de la ley
cero constituye un método para medir la temperatura de cualquier sistema
escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la temperatura con suficiente
rapidez y que sea de fácil medición, llamada propiedad termométrica. En el
termómetro de vidrio esta propiedad es la altura alcanzada por el mercurio en el
capilar de vidrio debido a la expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de
la temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas tienen
la misma temperatura.

PRIMERA LEY:La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto
de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una
determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía
interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la
cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al
sistema por medios no mecánicos. Pensemos que nuestro sistema es un
recipiente metálico con agua; podemos elevar la temperatura del agua por fricción
con una cuchara o por calentamiento directo en un mechero; en el primer caso,
estamos haciendo un trabajo sobre el sistema y en el segundo le transmitimos
calor.

Cabe aclarar que la energía interna de un sistema, el trabajo y el calor no son más
que diferentes manifestaciones de energía. Es por eso que:
“La energía no se crea ni se destruye, sino que, durante un proceso solamente se
transforma en sus diversas manifestaciones”.
SEGUNDA LEY:Kelvin (con Planck) enuncio la segunda ley con palabras
equivalentes a las siguientes:
“Es completamente imposible realizar una transformación cuyo único resultado
final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se encuentre
a la misma temperatura”.

Enunciado de Clausius: No hay ninguna transformación termodinámica cuyo único
efecto sea transferircalor de un foco frío a otro caliente.

Esta ley supone distintas restricciones para las transferencias de energía que, en
hipótesis, podrían llevarse a cabo si se tiene en cuenta la primera ley. El segundo
principio sirve como regulador de la dirección en la que se llevan a cabo los
procesos termodinámicos e impone la imposibilidad de que se desarrollen en
sentido opuesto. Cabe destacar que esta segunda ley se respalda en laentropía,
una magnitud física encargada de medir la cantidad energía inservible para genera
trabajo.
TERCERA LEY:Según la tercera ley de la termodinámica, la entropía (o desorden)
de un cristal puro sería nula en el cero absoluto;
“La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico        tiende
a cero a medida que la temperatura tiende a cero”.
Esto tiene una importancia considerable en el análisis de reacciones químicas y
en la física cuántica. Los materiales presentan propiedades extrañas cuando se
enfrían a temperaturas muy bajas. Algunos pierden por completo su resistencia
eléctrica.. Este efecto se observó por primera vez en el mercurio a unos pocos
grados por encima del cero absoluto, pero se están obteniendo a temperaturas
cada vez más altas con nuevos materiales.
No se puede llegar físicamente al cero absoluto,pero es posible acercarse todo lo
que se quiera. Para alcanzar temperaturas muy frías, o criogénicas, se necesitan
procedimientos especiales

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Leyes de la termodinamica

  • 1. LEYES DE LA TERMODINAMICA LEY CERO:La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Fowler y dice: “Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”. El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. La aplicación de la ley cero constituye un método para medir la temperatura de cualquier sistema escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la temperatura con suficiente rapidez y que sea de fácil medición, llamada propiedad termométrica. En el termómetro de vidrio esta propiedad es la altura alcanzada por el mercurio en el capilar de vidrio debido a la expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de la temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas tienen la misma temperatura. PRIMERA LEY:La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos. Pensemos que nuestro sistema es un recipiente metálico con agua; podemos elevar la temperatura del agua por fricción con una cuchara o por calentamiento directo en un mechero; en el primer caso, estamos haciendo un trabajo sobre el sistema y en el segundo le transmitimos calor. Cabe aclarar que la energía interna de un sistema, el trabajo y el calor no son más que diferentes manifestaciones de energía. Es por eso que: “La energía no se crea ni se destruye, sino que, durante un proceso solamente se transforma en sus diversas manifestaciones”. SEGUNDA LEY:Kelvin (con Planck) enuncio la segunda ley con palabras equivalentes a las siguientes:
  • 2. “Es completamente imposible realizar una transformación cuyo único resultado final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se encuentre a la misma temperatura”. Enunciado de Clausius: No hay ninguna transformación termodinámica cuyo único efecto sea transferircalor de un foco frío a otro caliente. Esta ley supone distintas restricciones para las transferencias de energía que, en hipótesis, podrían llevarse a cabo si se tiene en cuenta la primera ley. El segundo principio sirve como regulador de la dirección en la que se llevan a cabo los procesos termodinámicos e impone la imposibilidad de que se desarrollen en sentido opuesto. Cabe destacar que esta segunda ley se respalda en laentropía, una magnitud física encargada de medir la cantidad energía inservible para genera trabajo. TERCERA LEY:Según la tercera ley de la termodinámica, la entropía (o desorden) de un cristal puro sería nula en el cero absoluto; “La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero”. Esto tiene una importancia considerable en el análisis de reacciones químicas y en la física cuántica. Los materiales presentan propiedades extrañas cuando se enfrían a temperaturas muy bajas. Algunos pierden por completo su resistencia eléctrica.. Este efecto se observó por primera vez en el mercurio a unos pocos grados por encima del cero absoluto, pero se están obteniendo a temperaturas cada vez más altas con nuevos materiales. No se puede llegar físicamente al cero absoluto,pero es posible acercarse todo lo que se quiera. Para alcanzar temperaturas muy frías, o criogénicas, se necesitan procedimientos especiales