2a Ley de la Termodinmica Enunciados de Kelvin-Planck y Clausius

GeneralidadesTATBQAQBWHasta hoy, ha sido imposible disear una MT que solo intercambie calor con un DT, lo transforme ntegramente en trabajo y adems opere cclicamente.Para una MT que produce trabajo, se necesitan al menos 2 DT siendo uno de ellos un captador de calor.Experiencia de los tres ltimos siglos...No hay ley de la naturaleza que lo establezca...

William Thomson (Lord Kelvin)Es imposible conseguir, por medio de alguna sustancia inanimada, un efecto mecnico con el enfriamiento de una porcin de materia hasta una temperatura ms baja que la del ms fro de los objetos circundantes.TATBQAQBW

Max PlanckEs imposible la construccin de una mquina que opere en ciclos y que no produzca otro efecto que la elevacin de una masa (W) y el enfriamiento de un DT TATBQAQBW

Kelvin - PlanckEs imposible cualquier proceso que tenga como nico resultado la absorcin de calor de un DT y su conversin completa en WTATBQAQBW

Rudolph ClausiusNo es posible ningn proceso cuyo nico resultado sea la transmisin de calor desde un cuerpo con una temperatura baja (TB) hacia otro con una temperatura alta (TA).TATBQAQBY el trabajo?

La MT-1 recibe QB del DT a TB y enva QA al DT a TA, exactamente ese mismo QA es enviado a la MT-2, porque DT a TA debe mantener su temperatura constante. La MT-2 realiza W, por lo que rechaza QB, que debe ser menor a QB.Si QB < QB el DT a TB terminara enfrindose, y TB no podra ser constante.TATBQAQBQAQBW12ClausiusK-P

No tienen deduccin cientficaProvienen de la experienciaConstituyen los postulados de la 2a LEY DE LA TERMODINMICA

Proceso reversible: no ocurre en la realidad...AQUEL QUE UNA VEZ EFECTUADO, ES POSIBLE LOGRAR QUE SISTEMA Y ALREDEDORES RETORNEN A SUS ESTADOS INICIALES RESPECTIVOS.gasolina gases de combustinauto en x1 auto en x2

Diferencia de valor en alguna propidad:T, V, Ep, U, etc. ...desencadena los fenmenosExpansin de un gas: P

Intensidad de corriente: V

Cada de un objeto: Ep

Transferencia de calor: T

Si el cambio es pequeo: las propiedades se mantienen uniformes

Si el cambio es grande, sbito: las propiedades no se acoplan, no tienen un valor nico, el estado termodinmico resulta indefinido, el equilibrio termodinmico toma mucho tiempo.

Un proceso efectuado bajo ciertas restricciones o condiciones puede invertirse por alguna trayectoria, si ello implica violar la 2a Ley de la Termodinmica, entonces el proceso es irreversible.

TATBQAQBWLa cada de la masa representa el trabajo introducido al sistemaY el otro DT? Se viola K-P

Calidad energtica...la direccin preferida de la naturaleza es hacia la degradacin de la energa!!!!!

Incluye el menor nmero de Depsitos TrmicosConsiste en cuatro procesos reversiblesttoQQ-WQQ-WWWCompresin isotrmicaExpansin isotrmicaExpansin adiabticaCompresin adiabticato < tQ=Q W=W

Eficiencia trmica

Si la secuencia es 1-2-3-4 el ciclo produce W, en caso contrario, es un ciclo inverso: refrigerador o calefactor.

En un refrigeradorEn un calefactor >>>>1 (puede ser)

Una mquina ideal de Carnot trabaja entre un par de temperaturas constantes, el calor retirado a to es un tercio del calor rechazado a t. Calcula R si es un refrigeradorCalcula C si es un calefactor

Suponga una MT que opera con el ciclo reversible de Carnot entre los depsitos de temperatura T1= 800[C] y T2=25[C]. Se sabe que utiliza 1.2[mol] de aire y que durante la expansin isotrmica a la temperatura superior, el volumen que alcanza es el doble del volumen inicial. Considerando que la presin mxima en el ciclo es 1.5x105[Pa], determina:El calor durante el proceso de la expansin isotrmica. Indica si entra o sale del aire.El trabajo neto que entrega el ciclo.

= 0.7222 Wneto=5359.43[J]

Una mquina de vapor tiene una caldera que opera a 500K, el calor cambia el agua lquida a vapor, el cual mueve un pistn. La temperatura de escape es la del aire ambiente, aproximadamente a 27C. Determina:La eficiencia trmica mxima de esta mquina de vapor.El trabajo mximo que puede realizar la mquina, en cada ciclo de operacin, si la sustancia de trabajo recibe 200J de calor del depsito de temperatura alta durante cada ciclo.

= 0.3997 0.4