TERMODINAMICA

TERMODINAMICA

TRABAJO ENCARGADO

CURSO : TERMODINAMICA

DOCENTE : Lic. RUHT ACHULLI AYALA

ALUMNO : JOSE FREDY LLAVILLA QUISPE

SEMESTRE : V

CODIGO : 114324

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICALa primera ley de la termodinmica es la ley de conservacin de la energa generalizada para incluir el calor como una forma de transferencia de energa. Esta ley slo afirma que un aumento en algunas de las formas de energa debe estar acompaado por una disminucin en alguna otra forma de la misma. La primera ley no produce ninguna restriccin sobre los tipos de conversiones de energa que pueden ocurrir. Adems no hace distincin entre el trabajo y el calor. De acuerdo con la primera ley, la energa interna de un sistema se puede incrementar ya sea agregando calor o realizando un trabajo sobre el sistema. Pero existe una diferencia muy importante entre el trabajo y el calor que no se evidencia de la primera ley. Por ejemplo, es posible convertir completamente el trabajo en calor, pero en la prctica, es imposible convertir completamente el calor en trabajo sin modificar los alrededores. La segunda ley de la termodinmica establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo ciertos tipos de conversin de energa pueden ocurrir. Los siguientes son algunos procesos compatibles con la primera ley de la termodinmica, pero que se cumplen en un orden gobernado por la segunda ley. 1).- Cuando dos objetos que estn a diferente temperatura se ponen en contacto trmico entre s, el calor fluye del objeto ms clido al ms fro, pero nunca del ms fro al ms clido. 2).- La sal se disuelve espontneamente en el agua, pero la extraccin de la sal del agua requiere alguna influencia externa. 3).- Cuando se deja caer una pelota de goma al piso, rebota hasta detenerse, pero el proceso inverso nunca ocurre. Todos estos son ejemplos de procesos irreversibles, es decir procesos que ocurren naturalmente en una sola direccin. La segunda ley de la termodinmica, que se puede enunciar de diferentes formas equivalentes, tiene muchas aplicaciones prcticas. Desde el punto de vista de la ingeniera, tal vez la ms importante es en relacin con la eficiencia limitada de las mquinas trmicas. Expresada en forma simple, la segunda ley afirma que no es posible construir una mquina capaz de convertir por completo, de manera continua, la energa trmica en otras formas de energa.

Forma de Kelvin Planck.- Es imposible construir una mquina trmica que, operando en un ciclo, no tenga otro efecto que absorber la energa trmica de una fuente y realizar la misma cantidad de trabajo.

Figura 01.- Representa una maquina trmica.Figura 02.- Representa a una maquina trmica imposible de construir.Definicion de Clausius.- Es imposible construir una mquina cclica, que no tenga otro efecto que transferir calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre a una temperatura ms elevada. En trminos sencillos, el calor no puede fluir espontneamente de un objeto fro a otro clido. Este enunciado de la segunda ley establece la direccin del flujo de calor entre dos objetos a diferentes temperaturas. El calor slo fluir del cuerpo ms fro al ms clido si se hace trabajo sobre el sistema. Aparentemente los enunciados de Kelvin Planck y de Clausius de la segunda ley no estn relacionados, pero son equivalentes en todos sus aspectos. Mquina trmica.- Es un dispositivo que convierte energa trmica en otras formas tiles de energa, como la energa elctrica y/o mecnica. De manera explcita, una mquina trmica es un dispositivo que hace que una sustancia de trabajo recorra un proceso cclico durante el cual:1).- Se absorbe calor de una fuente a alta temperatura.2).- La mquina realiza un trabajo.3).- Libera calor a una fuente a temperatura ms baja.DONDE.-

Eficiencia trmica (e).- La eficiencia trmica, e (o simplemente eficiencia), de una mquina trmica se define como la razn entre el trabajo neto realizado y el calor absorbido durante un ciclo, se escribe de la forma:

Ejemplo: a).- Calcular la eficiencia de una mquina que usa 2000 J de calor durante la fase de combustin y pierde 1500 J por escape y por friccin.

Solucin: utilizando la ecuacin 01:

b).-Si otra mquina tiene una eficiencia de 20% y pierde 3000 J de calor por friccin, calcular el trabajo que realiza:

PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLESLos procesos reales se producen en una direccin preferente. Es as como el calor fluye en forma espontnea de un cuerpo ms clido a otro ms fro, pero el proceso inverso slo se puede lograr con alguna influencia externa. Cuando un bloque desliza sobre una superficie, finalmente se detendr. La energa mecnica del bloque se transforma en energa interna del bloque y de la superficie. Estos procesos unidireccionales se llaman procesos irreversibles. En general, un proceso es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial. Por el contrario, un proceso es reversible si su direccin puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio infinitesimal en las condiciones externas. Una transformacin reversible se realiza mediante una sucesin de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes. Si un proceso real se produce en forma cuasiesttica, es decir lo suficientemente lento como para que cada estado se desvi en forma infinitesimal del equilibrio, se puede considerar reversible. En los procesos reversibles, el sistema nunca se desplaza ms que diferencialmente de su equilibrio interno o de su equilibrio con su entorno. Si una transformacin no cumple estas condiciones es irreversible.En la realidad, las transformaciones reversibles no existen, ya que no es posible eliminar por completo efectos disipativos, como la friccin, que produzcan calor o efectos que tiendan a perturbar el equilibrio, como la conduccin de calor por diferencias de temperatura. Por lo tanto no debe sorprender que los procesos en la naturaleza sean irreversibles. El concepto de proceso reversible es de especial importancia para establecer el lmite terico de la eficiencia de las mquinas trmicas.

LLVILLA QUISPE , JOSE FREDYPgina 4