Ejemplo segunda ley de la termodinamica

Declaración de kelvin-planck

Si no sabes nada sobre la segunda ley de la termodinámica, te sugiero que consultes este artículo detallado sobre la segunda ley de la termodinámica que te hará entender las tres afirmaciones de la segunda ley.

Si tiene dificultades para entender los enunciados anteriores de la segunda ley, consulte este artículo «Explicación detallada de la segunda ley de la termodinámica», donde he explicado estos enunciados de forma muy sencilla.

Ambos gases se mezclan entre sí. Y este proceso también ocurre por sí mismo. Por lo tanto, este es un ejemplo de la segunda ley de la termodinámica que muestra que la entropía del universo aumenta debido a este proceso espontáneo.

Pero este proceso no es posible por sí mismo. Para hacer posible este flujo de calor, hay un suministro de energía externa a este refrigerador. Esta energía externa no es más que energía eléctrica que se utiliza en el compresor del frigorífico para producir trabajo mecánico.

Primera ley de la termodinámica…

La segunda ley de la termodinámica establece el concepto de entropía como propiedad física de un sistema termodinámico. La entropía predice la dirección de los procesos espontáneos y determina si son irreversibles o imposibles a pesar de obedecer el requisito de conservación de la energía expresado en la primera ley de la termodinámica. La segunda ley puede formularse mediante la observación de que la entropía de los sistemas aislados dejados a la evolución espontánea no puede disminuir, ya que siempre llegan a un estado de equilibrio termodinámico, donde la entropía es máxima. Si todos los procesos del sistema son reversibles, la entropía es constante[1]. El aumento de la entropía explica la irreversibilidad de los procesos naturales, a la que a menudo se refiere el concepto de la flecha del tiempo[2].

Históricamente, la segunda ley fue un hallazgo empírico que se aceptó como un axioma de la teoría termodinámica. La mecánica estadística proporciona una explicación microscópica de la ley en términos de distribuciones de probabilidad de los estados de grandes conjuntos de átomos o moléculas. La segunda ley se ha expresado de muchas maneras. Su primera formulación, que precedió a la definición propia de entropía y se basó en la teoría calórica, es el teorema de Carnot, atribuido al científico francés Sadi Carnot, que en 1824 demostró que la eficiencia de la conversión de calor en trabajo en una máquina térmica tiene un límite superior[3][4]. [3] [4] La primera definición rigurosa de la segunda ley basada en el concepto de entropía la dio el científico alemán Rudolph Clausius en la década de 1850, incluyendo su afirmación de que el calor nunca puede pasar de un cuerpo más frío a otro más caliente sin que se produzca al mismo tiempo algún otro cambio relacionado con él.

La termodinámica química…

La segunda ley de la termodinámica establece el concepto de entropía como propiedad física de un sistema termodinámico. La entropía predice la dirección de los procesos espontáneos y determina si son irreversibles o imposibles a pesar de obedecer el requisito de conservación de la energía expresado en la primera ley de la termodinámica. La segunda ley puede formularse mediante la observación de que la entropía de los sistemas aislados dejados a la evolución espontánea no puede disminuir, ya que siempre llegan a un estado de equilibrio termodinámico, donde la entropía es máxima. Si todos los procesos del sistema son reversibles, la entropía es constante[1]. El aumento de la entropía explica la irreversibilidad de los procesos naturales, a la que a menudo se refiere el concepto de la flecha del tiempo[2].

Históricamente, la segunda ley fue un hallazgo empírico que se aceptó como un axioma de la teoría termodinámica. La mecánica estadística proporciona una explicación microscópica de la ley en términos de distribuciones de probabilidad de los estados de grandes conjuntos de átomos o moléculas. La segunda ley se ha expresado de muchas maneras. Su primera formulación, que precedió a la definición propia de entropía y se basó en la teoría calórica, es el teorema de Carnot, atribuido al científico francés Sadi Carnot, que en 1824 demostró que la eficiencia de la conversión de calor en trabajo en una máquina térmica tiene un límite superior[3][4]. [3] [4] La primera definición rigurosa de la segunda ley basada en el concepto de entropía la dio el científico alemán Rudolph Clausius en la década de 1850, incluyendo su afirmación de que el calor nunca puede pasar de un cuerpo más frío a otro más caliente sin que se produzca al mismo tiempo algún otro cambio relacionado con él.

Ejemplo de un proceso que violaría la segunda ley de la termodinámica

Recordemos que, en la introducción del capítulo, no es posible, ni siquiera en teoría, que los motores sean 100% eficientes. Este fenómeno se explica por la segunda ley de la termodinámica, que se basa en un concepto conocido como entropía. La entropía es una medida del desorden de un sistema. La entropía también describe la cantidad de energía que no está disponible para realizar un trabajo. Cuanto más desordenado está un sistema y más alta es la entropía, menos energía del sistema está disponible para realizar trabajo.

Apoyo al profesorEl significado de la entropía es difícil de entender, ya que puede parecer un concepto abstracto. Sin embargo, vemos ejemplos de entropía en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, si se pincha un neumático de un coche, el aire se dispersa en todas las direcciones. Cuando se pone agua en un plato en la encimera, acaba por evaporarse, y las moléculas individuales se dispersan en el aire circundante. Cuando se coloca un objeto caliente en la habitación, éste difunde rápidamente la energía calorífica en todas las direcciones. La entropía puede considerarse una medida de la dispersión de la energía. Mide cuánta energía se ha dispersado en un proceso. El flujo de cualquier energía siempre va de lo alto a lo bajo. Por lo tanto, la entropía siempre tiende a aumentar.

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