1.14.40: Leyes de la Termodinámica

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Page ID: 80075

Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

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Un rasgo notable del tema llamado termodinámica es la medida en que se funda en cuatro leyes: Cero, Primera, Segunda y Tercera. Estas leyes resumen elegantemente los resultados de los experimentos. En realidad no se trata de leyes en el sentido de ser establecidas por el gobierno o por la doctrina religiosa. Más bien las leyes son axiomas. Como señala McGlashan [1] cada axioma es una 'regla del juego'. Estos axiomas se refieren a variables de estado como temperatura, presión, energía y entropía. En este nivel las leyes no son de interés inmediato para los químicos. Sin embargo, los químicos han descubierto cómo 'decir' estos axiomas sobre las sustancias químicas y las reacciones químicas.

La Primera Ley invoca los conceptos de energía y cambio energético. La ley establece que la energía del universo es constante. En un sentido realista, al menos para los químicos, la ley establece que la energía de un laboratorio químico es constante. Entonces, si aumenta la energía del sistema retenido en un recipiente de reacción, se pierde una cantidad equivalente de energía del resto del laboratorio. Entonces

\[\Delta \mathrm{U}(\text { system })+\Delta \mathrm{U}(\text { surroundings })=0\]

La Segunda Ley de la termodinámica invoca los conceptos de entropía y cambio de entropía. En resumen la ley establece que el calor no puede fluir espontáneamente de temperaturas bajas a altas. Los elegantes estudios realizados por James Prescott Joule (1818 -1889) fueron cruciales para el desarrollo de la termodinámica [2].

Notas al pie

[1] M. L. McGlashan, Termodinámica química, Academic Press, Londres 1979.

[2] L. Woodcock y L. Lue, Chem. Gran Bretaña, 2001, agosto, p. 38.