fisica3: marzo 2007

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LEY CERO DE LA TERMODINAMICA

El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.
A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición 0.

ENUNCIADOS PRINCIPALES QUE DEFINEN A LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

Clausius: No es posible para una máquina cíclica llevar continuamente calor de un cuerpo a otro que esté a temperatura más alta, sin que al mismo tiempo se produzca otro efecto (de compensación)

Kelvin: 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.

MUERTE TERMICA DEL UNIVERSO

Según este modelo cosmológico, a medida que el tiempo fluye, la entropía global del Universo también aumenta. Como la flecha del flujo del tiempo es irreversible, la flecha de flujo de la entropía también es irreversible. En el Universo, la cantidad de energía útil disminuye paulatinamente y aumenta la forma degradada de energía. Dado que la entropía global siempre está en constante aumento, causará en algún momento el desplome térmico de todos los biosistemas en el Universo conocido, fenómeno conocido como Muerte Térmica del Biocosmos. Fin del Universo, de la vida, del tiempo y también de la entropía, según el actual modelo cosmológico.

PROCESO ADIABATICO

En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina como proceso isotérmico.
El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático

PROCESO NO ADIABATICO

En un proceso adiabático irreversible, la entropía se incrementará, de modo que es necesario eliminar el calor del sistema (mediante refrigeración) para mantener una entropía constante. Por lo tanto, un proceso isentrópico irreversible no es adiabático.Para procesos reversibles, una transformación isentrópica se realiza mediante el aislamiento térmico del sistema respecto a su entorno. La temperatura es la variable termodinámica conjugada de la entropía, de modo que el proceso conjugado será isotérmico, y el sistema estará térmicamente conectado a un baño caliente de temperatura constante.

ENERGIA INTERNA DE UN SISTEMA

La energía interna de un sistema se refiere a la energía cinética aleatoria de traslación, rotación o vibración que puedan poseer sus átomos o moléculas, además de la energía potencial de interacción entre estas partículas.
Cuando se permite que fluya calor a un sistema como resultado de una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores, ocurrirá un aumento equivalente en la energía interna siempre que no se permita al sistema realizar trabajo mecánico sobre sus alrededores. En general, esto no sucede así, y se tiene que: El aumento en la energía interna del sistema más la cantidad del trabajo externo efectuado por el mismo, equivale al calor absorbido por el sistema.
Esta observación constituye el Primer principio de la termodinámica, que en general expresa la conservación de la energía y se puede expresar matemáticamente como:

Donde:
ΔQ es la energía térmica absorbida por el sistema
ΔU es el cambio en sus energía interna
W es el trabajo efectuado por el sistema.

FUENTES DE ENERGIA TERMICA
1. Energía Hidráulica

Es la energía asociada a los saltos de agua ríos y embalses
La forma de energía que posee el agua de los embalses es energía potencial gravitatoria, que podemos aprovechar conduciéndola y haciéndola caer por efecto de la gravedad.
Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de agua y en energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas.

VENTAJAS

o Es una energía limpia
o No contaminante
0 Su transformación es directa
o Es renovable

2. Energía Eólica
Es la energía asociada al viento.
La forma de energía que posee es la energía cinética del viento, que podemos aprovechar en los molinos, en la navegación a vela,...
Se puede transformar en energía mecánica en los molidos de vientos o barcos de vela, y en energía eléctrica en los aerogeneradores.
.
VENTAJAS

o Limpia
o Sencillez de los principios aplicados
o Conversión directa
o Empieza a ser competitiva

3. Energía Solar

Es la energía asociada a la radiación solar.
La forma de energía que posee el Sol es energía nuclear interna que se transforma en la energía que emite mediante procesos de fusión. El Sol emite sin cesar lo que se llama energía radiante o, simplemente, radiación.
Se transforma en lo que habitualmente se denomina energía térmica y en energía eléctrica. Se puede realizar directamente (fotovoltaica) o indirectamente.