Leyes de Termodinámica

 

 

INTEGRANTES: NTEGR NTES:  

-PEÑA RAMÍREZ PEÑ R MÍREZ

ALEJANDRO. LEJ -P ÉREZNDRO. GUADIÁN PÉREZ GU DIÁN ITZEL TZEL ABRI. BRI. -RAMIREZ RIOS R MIREZ RIOS XIMENA. IMEN . -VARGAS FLORES V RG S FLORES DIEGO GAMALIEL IEGO G M LIEL -VILLEGAS LÓPEZ VILLEG S LÓPEZ ESTEFANY. STEF NY.

LEYES DE LA TERMODINAMICA ELABORADO POR EL EQUIPO 4

 

LEYES DE LA TERMODINAMICA LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA DESCRIBEN EL COMPORTAMIENTO DE TRES CANTIDADES FÍSICAS

FUNDAMENTALES, LA TEMPERATURA, LA ENERGÍA Y LA ENTROPÍA, 1- “ LEY DE LA CON SER VAC IÓN DE LA ENE RGI A” 2 - “ L E Y D E   E NT R O P Í A ” 3- TEOREMA DE NERNST

 

ORIGENES

 

OTTO VON GUERICKE   1650

 ROBERT BOYLE   1656

ROBERT HOOKE   1656

ANTOINE LAVOISIER    1783

 

NICOLAS LEONARD SADI CARNOT PADRE DE LA TERMODINAMICA, ESTABLECIO LA SEGUNDA LEY DE

 

1RA LEY DE LA TERMODINÁMICA

 

JULIUS ROBERT VON MAYER

PRIMERO EN COMPORBAR LA TRANSFORMACON TRABAJO MECÁNICO ENDEL CALOR

“ LA EN ER GÍ A N O S E CREA NI SE DESTRUYE SÓ LO SE TR AN SF OR MA ”

 

ESTABLECE La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía total de un sistema cerrado, ΔE, viene dado por la suma del trabajo realizado sobre o por el sistema y la transferencia neta de calor hacia o desde el Simbólicamente, ΔEsistema. = W + ΔQ.

 

FORMULA DONDE Q= ES CALOR U : INCREMENTO DE ENERGÍA INTERNA DEL SISTEMA  ∆      

 ∆      

   W : E S T R A B A J O  ∆      

 

EJERCICIO 1 Un sistema realiza un trabajo de 2500 cal para incrementar su energía interna en 4000 cal. ¿cuánto calor en Joules se le suministraron? Fórmula:

Donde: ΔW=2500 cal ΔU=4000 cal  

 

SOLUCIÓN.

Al momento de sustituir tenemos la fórmula así Entonces: QQ= =ΔU+W 2500 cal + 4000 cal Siendo el resultado Q = 6500 cal Pero necesitamos el resultado en Joules Entonces hacemos la conversión, que es:   Siendo 27300 J el resultado final.  

 

EJERCICIO 2 Un gas se expande y realiza un trabajo P.V. Sobre los alrededores igual a 325 J. Al mismo tiempo, absorbe 127J de calor de sus alrededores. Calcular el Cambio de energía Fórmula: Donde: ΔW= 325 J ΔU= 127 J  

 

SOLUCIÓN.

Al momento de sustituir tenemos la fórmula así ΔU=ΔQ-ΔW ΔU= 127 J - 325 J ΔU= -198 J

¿Por qué ΔQ es positiva? Esto se debe a que el problema menciona que absorbe 127 J de calor, que ΔQ sea positiva ¿Por quéhaciendo ΔW es negativa? Se debe a que en el problema menciona que se expande el gas al realizar trabajo

 

2DA LEY DE LA TERMODINÁMICA

 

¿QUÉ ES? Principio general que impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en los motores térmicos.

 

Establece que: La Entropía (S) del universo tiende a incrementarse, siendo la entropía una magnitud abstracta que identifica el grado de desorden interno de un sistema

 

LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA SE EXPRESA EN  VARIAS FORMULACIONES EQUIVALENTES

 

ENUNCIADO DE KELVIN - PLANCK O MOTORES TÉRMICOS "No es posible un proceso que convierta todo el calor absorbido en trabajo". A veces se denomina la "primera forma" de la segunda ley.

 

OTRAS FORMULAS

 

e =e 1= -W Qs/ Q /Qe e = 1 - Tb /Ta

 

ENUNCIADO DE CLAUSIOIS O EL REGRIGERADOR REGRIGERADOR No es posible que el calor fluya desde un cuerpo frío hacia un cuerpo cuer po mas c caliente, aliente, sin necesidad de producir ningún trabajo que genere este flujo. La energía no fluye espontáneamente desde un ob jeto a baja temperatura, hacia otro otro o objeto bjeto a mas alta temperatura.

 

La segunda ley no dice que no sea posible la extracción de calor de un foco frío a otro más caliente. Simplemente dice que dicho proceso nunca será espontáneo.

 

ENTROPÍA La entropía es una medida de la energía no utilizable para relizar un trabajo en relación con la energía utilizable. El cambio se define por un proceso reversible en T, y donde Q es el calor absorbido. Todo sistema aislado se vuelve más desordenado con el tiempo aumentando la entropía del sistema como establece el principio.

 

-El valor cero de entropía se corresponde con aquella de las sustancias perfectamente cristalizadas en el cero absoluto de temperatura (0 ºK). -Los líquidos tienen mayor entropía que sus formas cristalinas correspondientes. -Los gases tienen mayor entropía que sus líquidos correspondientes. -Los gases a baja presión tienen mayor entropía que aquellos a alta presión. -La entropía de las moléculas es mayor que la de sus átomos independientes. -La entropía de la materia aumenta con la temperatura. -Cuando una sustancia se disuelve en otra aumenta su entropía.

 

FORMULA

 

ΔS ≥  Q / T

Esto es: El aumento de entropía es igual o mayor al calor absorbido temperatura.

en

el proceso

entre

la

 

E J E M P LO S

 

Ejercicio 1:   Determinar si la entropía de los siguientes procesos aumenta o disminuye: -Reacción H2 → 2H -Desalinización del agua del mar  -Cocinar un huevo

 

Ejercicio 1:

Determinar si la entropía de los siguientes procesos aumenta o disminuye: -Reacción H2 → 2H Solución: la entropía aumenta ya que hay una disociacion en el hidrogeno. -Desalinización del agua del mar  Solución: la entropía disminuye ya que devuelve a la sal a un estado más ordenado. -Cocinar un huevo Solución: la entropía aumenta ya que hay aumento de calor.

 

Ejercicio 2:  

¿Cuál es la eficiencia de una maquina térmica a la cual se le suministran 8,000 cal para obtener 25,200J de calor de salida?

 

SOLUCIÓN:  

¿Cuál es la eficiencia de una maquina térmica a la cual se le suministran 8,000 cal para obtener 25,200J de calor de salida? DATOS Qe=8,000 cal =33,600J Qs=25,200J e= ?

FORMULA e=1- Qs/Qe

PROCEDIMIENTO: e= 1- (25,200J) / (33,600J) e= 1- 0.75 e= 0.25 e= 0.25 * 100 e= 25%

 

Ejercicio 2:   Una maquina térmica teórica opera entre dos fuentes termales, ejecutando el ciclo de Carnot. La fuente fría se encuentra a 127°C y la caliente a 427°C ¿Cuál es la eficiencia porcentual de esa maquina?

 

SOLUCIÓN:  

Una maquina térmica teórica opera entre dos fuentes termales, ejecutando el ciclo de Carnot. La fuente fría se encuentra a 127°C y la caliente a 427°C ¿Cuál es la eficiencia porcentual de esa maquina? PROCEDIMIENTO: DATOS Tb=127°C + 273= 400°K Ta=427°C + 273= 700°K

e= 1- (400°K) / (700°K) e= 1- 0.57

e= ?

e= 0.43 e= 0.43 * 100 e= 43%

FORMULA e=1 - Tb/Ta

 

Referencias

- C. Julián. (6 de junio de 2014). Leyes de la Termodinámica. Fisimat. https://www.fisimat.com.mx/leyes-dehttps://www.fisimat.com.mx/leyes-dela-termodinamica/ - C. Alberto. (5 de Junio de 2019). Primera Ley de la Termodinámica. Laplacianos. https://laplacianos.com/primera-ley-de-la-termodinamica/ FisicaLab. (2022). Segunda ley de la Termodinámica. FisicaLab.com https://www.fisicalab.com/apart https://www .fisicalab.com/apartado/segundo-princ ado/segundo-principio-termo. ipio-termo. - Gsu. (2022) Segunda Ley de la Termodinámica. Gsu.edu http://hyperphysics.phy-astr.gsu.ed http://hyperphys ics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/therm u/hbasees/thermo/seclaw.html. o/seclaw.html. -Químicas.net, (2015) Segunda Ley de la Termodinámica. Químicas.net. https://www.quimicas.net/201 https://www .quimicas.net/2015/09/segunda 5/09/segunda-ley-de-la-ley-de-latermodinamica.html#:~:text=Tenemo termodinamica.htm l#:~:text=Tenemos%20por%20 s%20por%20lo%20tanto%2 lo%20tanto%20que,que%20 0que,que%20se%20realizan%2 se%20realizan%20los%20 0los%20 procesos.&text=6%20KJ%2Fmol-,Solución%3A,constante%2C%20entonces%20Q%20%3D%20ΔH. - Chang Raymond. (2002). Termoquímica. Química. Séptima Edición.

 

Referencias -https://www.youtube.com/watch?v=xOXHmbdM7l8 -https://www.ucuenca.edu.ec/component/co -https:// www.ucuenca.edu.ec/component/content/article/275ntent/article/275espanol/investigacion/blog-de-ciencia/ano-2021/marzo2021/1932-termodinamica 2021/1 932-termodinamica -https://concepto.de/leyes-de-la-termodinamica/

 

¡GRACIAS!