3: La Segunda Ley de la Termodinámica
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- 3.1: Ciclo de Carnot
- Un motor termodinámico funciona tomando calor de un depósito caliente y realizando cierto trabajo y luego entregando cierta cantidad de calor en un depósito más frío. Si se puede operar en reversa, puede funcionar como refrigerador. El ciclo Carnot es un proceso cíclico reversible. Sin embargo, este es un motor idealizado, ningún motor real puede ser perfectamente reversible. La utilidad del motor Carnot es dar el marco y la lógica de los argumentos relacionados con la segunda ley de la termodinámica.
- 3.2: La Segunda Ley
- La segunda ley de la termodinámica es una declaración de lo que conocemos por experiencia directa. No es algo que se derive de principios más fundamentales, a pesar de que con el tiempo ha surgido una mejor comprensión de esta ley. Hay varias formas de exponer la segunda ley, siendo las más comunes la declaración Kelvin y la declaración Clausius.
- 3.3: Consecuencias de la Segunda Ley
- Una vez que tomamos la segunda ley como axioma de la termodinámica, hay algunas consecuencias importantes e inmediatas. El primer resultado es sobre la eficiencia del ciclo de Carnot, capturada como el siguiente teorema.
- 3.4: Temperatura Absoluta y Entropía
- Otra consecuencia de la segunda ley es la existencia de una temperatura absoluta. Aunque hemos utilizado la noción de temperatura absoluta, no fue probada. Ahora podemos mostrar esto solo desde las leyes de la termodinámica.
- 3.5: Algunos Otros Motores Termodinámicos
- El motor del automóvil opera en cuatro pasos, con la inyección de la mezcla combustible-aire en el cilindro. Sucede compresión que puede idealizarse como adiabática. El encendido entonces eleva la presión a un valor alto sin casi ningún cambio de volumen. La mezcla de alta presión se expande rápidamente, que nuevamente es casi adiabática. Esta es la carrera de potencia que conduce el pistón hacia abajo. El paso final es el escape cuando el combustible gastado se retira del cilindro.