Segunda Ley de la Termodinámica.
Existen diferentes formas de enunciar la 2° ley de la
termodinámica, por ejemplo, podemos decir que esta ley de la física expresa que "La cantidad de entropía (magnitud
que mide la parte de la energía que no se puede utilizar para producir un
trabajo) de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse
con el tiempo". Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado
interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que
el sistema alcanza un equilibrio térmico.
"No existe un proceso cuyo único resultado sea la
absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en
trabajo". Este principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio
del rendimiento de máquinas y mejoramiento tecnológico de las mismas. Si este
principio no fuera cierto, se podría hacer funcionar una central térmica
tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna
contradicción, pues el medio ambiente contiene una cierta cantidad de energía
interna, pero debemos señalar dos cosas:
- primero, la segunda ley de la termodinámica no es una consecuencia de la primera, sino una ley independiente.
- segundo, la segunda ley nos habla de las restricciones que existen al utilizar la energía en diferentes procesos, en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina que utilice energía interna de una sola fuente de calor. De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. Los siguientes son algunos procesos compatibles con la primera ley de la termodinámica, pero que se cumplen en un orden gobernado por la segunda ley:
1) Cuando dos objetos que están a diferente
temperatura se ponen en contacto térmico entre sí, el calor fluye del objeto
más cálido al más frío, pero nunca del más frío al más cálido.
2) La sal se disuelve espontáneamente en el
agua, pero la extracción 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.
El concepto de entropía fue introducido por primera vez por
R. J. Clausius a mediados del siglo XIX. Clausius, ingeniero francés, también
formuló un principio para la Segunda ley: "No es posible proceso alguno
cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frío a otro
más caliente". En base a este principio, Clausius introdujo el concepto de
entropía, la cual es una medición de la cantidad de restricciones que existen
para que un proceso se lleve a cabo y nos determina también la dirección de
dicho proceso.
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