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Física universitaria volumen 2

Resumen

Física universitaria volumen 2Resumen

Resumen

4.1 Procesos reversibles e irreversibles

  • Un proceso reversible es aquel en el que tanto el sistema como su ambiente pueden volver exactamente a los estados en los que estaban siguiendo el camino inverso.
  • Un proceso irreversible es aquel en el que el sistema y su ambiente no pueden volver juntos a los estados exactos en los que se encontraban.
  • La irreversibilidad de cualquier proceso natural resulta de la segunda ley de la termodinámica.

4.2 Máquinas térmicas

  • El trabajo realizado por una máquina térmica es la diferencia entre el calor absorbido del reservorio caliente y el calor descargado al reservorio frío, es decir, W=Qh−Qc.W=Qh−Qc.
  • La relación entre el trabajo realizado por la máquina y el calor absorbido del reservorio caliente proporciona la eficiencia de la máquina, es decir, e=W/Qh=1−Qc/Qh.e=W/Qh=1−Qc/Qh.

4.3 Refrigeradores y bombas de calor

  • Un refrigerador o una bomba de calor son máquinas térmicas que funcionan a la inversa.
  • El objetivo de un refrigerador es eliminar el calor del reservorio frío con un coeficiente de rendimiento KR.KR.
  • El objetivo de una bomba de calor es verter el calor al reservorio caliente con un coeficiente de rendimiento KP.KP.

4.4 Enunciados de la segunda ley de la termodinámica

  • La declaración de Kelvin de la segunda ley de la termodinámica: Es imposible convertir el calor de una sola fuente en trabajo sin ningún otro efecto.
  • La declaración de Kelvin y la declaración de Clausius de la segunda ley de la termodinámica son equivalentes.

4.5 El ciclo de Carnot

  • El ciclo de Carnot es la máquina más eficiente para un ciclo reversible diseñado entre dos reservorios.
  • El principio de Carnot es otra forma de enunciar la segunda ley de la termodinámica.

4.6 Entropía

  • El cambio de entropía para un proceso reversible a temperatura constante es igual al calor dividido por la temperatura. El cambio de entropía de un sistema bajo un proceso reversible viene dado por ΔS=∫ABdQ/TΔS=∫ABdQ/T.
  • El cambio de entropía de un sistema entre dos estados es independiente del camino termodinámico reversible que toma el sistema cuando hace una transición entre los estados.

4.7 Entropía a escala microscópica

  • La entropía puede relacionarse con el grado de desorden de un sistema: cuanto más desordenado esté, mayor será su entropía. En cualquier proceso irreversible, el universo se vuelve más desordenado.
  • Según la tercera ley de la termodinámica, la temperatura del cero absoluto es inalcanzable.
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