1ª ley de termodinámica La energía no se crea ni se destruye, sino que, durante un proceso solamente se transforma en sus diversas manifestaciones.
Sistema cerrado
Si la energía aumenta, los alrededores la disminuyen en la misma cantidad, de forma que la suma de ambos permanezca constante.
Sistema aislado
La energía total se conserva
No puede intercambiar intercambiar materia ni energía con su entorno. La variación de la energía total es igual a la suma de los intercambios de calor y trabajo entre el sistema y su entorno
2ª ley de termodinámica No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo
Procesos espontáneos
Enunciado de Clausius:
Enunciado de Kelvin Planck :
Un proceso es espontáneo cuando tiene lugar en un sistema abandonado a sí mismo, es decir, sin aporte de energía desde el exterior
Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.
Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de trabajo.
Proceso reversible
Proceso ireversible
Un proceso una vez efectuado puede revertirse
Es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial después de que el proceso tuvo lugar
Ciclo de Carnot Es un proceso que hace pasar a un sistema cualquiera por una sucesión de procesos reversibles definidos por:
Una expansión isotérmica a cierta temperatura
Se parte de una situación en que el gas se encuentra al mínimo volumen del ciclo y a temperatura T1 de la fuente caliente. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente de temperatura T1, haciendo que el gas se expanda.
Una expansión adiabática hasta otra temperatura
La expansión isoterma termina en un punto tal que el resto de la expansión pueda realizarse sin intercambio de calor. A partir de aquí el sistema se aísla térmicamente, con lo que no hay transferencia de calor con el exterior.
Una compresión isotérmica
Se pone en contacto con el sistema la fuente de calor de temperatura T2 y el gas comienza a comprimirse, pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría.
Una compresión adiabática hasta la temperatura inicial.
Aislado térmicamente, el sistema evoluciona comprimiéndose y aumentando su temperatura hasta el estado inicial.
Entalpia
Es la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. La variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico
Entalpia de formación
Es la variación de entalpía de la reacción de formación de dicho compuesto a partir de las especies elementales que lo componen, en su forma más abundante.
Es negativa cuando se trata de una reacción exotérmica, que desprende calor, mientras que es positiva cuando es endotérmica, y resulta nula para los compuestos que se pueden encontrar en la naturaleza.
Entalpia de reacción
Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.
Entalpía de combustión
Es el calor liberado, a presión constante, cuando se quema un mol de sustancia.
Entropía Es el grado de desorden de las moléculas, por lo que es mayor en los gases que en los gases que en los líquidos, y la de los líquidos, mayor que la de los sólidos
Entropía en sustancias puras
La entropía es una propiedad termodinámica, aunque es posible medirla como a la presión, temperatura o volumen, puede calcularse a través de una integral independiente
Solo se calculará cambio de entropía y no su valor absoluto. El calcular entropía sirve como una medida cuantitativa para determinar la posibilidad o la imposibilidad de realizar un trabajo.
Generación de Entro ía
En un sistema irreversible la generación de entropía es igual a cero y en los irreversibles hay una generación de entropía mayor que cero, lo cual se puede lograr mediante la transferencia de calor desde y hacia el sistema, lo que hará que aumente o disminuya según sea el caso.
La irreversibilidad hará que el trabajo sea menor que el trabajo reversible. En el sistema cerrado adiabático, el cambio de entropía debe ser mayor o igual a cero. Para procesos reversibles su valor es cero y para irreversibles mayor que cero.
Principios de incremento de Entropía
Estudia el efecto de la transferencia del calor en el entorno, en el cambio de estado, así como de la masa de control.
Los únicos procesos que se podrían realizar en este principio son aquellos donde hay un incremento de la entropía por el cambio neto positivo de la masa de control y el entorno. Y determina que este proceso no podrá llevarse a la inversa porque la entropía siempre se mantendrá en expansión.