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Leyes de la termodinámica
Ley Cero
¿Qué es?
Consiste en que si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces los tres sistemas están en equilibrio térmico entre sí.
Postulado
Si A está en equilibrio térmico con C, y B está en equilibrio térmico con C, entonces A está en equilibrio térmico con B.
Autor o descubridor
Ralph H. Fowler fue quien formalizó y nombró la ley en 1931.
Fórmula
No tiene una fórmula matemática explícita, se expresa conceptualmente.
Ejemplo 1
Los productos que tenemos en el congelador de nuestra cocina se hallan en equilibrio térmico respecto del aire helado entre ellos, de modo que todos comparten la misma temperatura.
Ejemplo 2
Vaso de jugo y vaso de agua en equilibrio térmico: Ambos están a la misma temperatura que el aire, por lo que también están en equilibrio entre sí.
Fuente:
https://concepto.de/equilibrio-termico/
Primera ley
¿Qué es?
Principio fundamental de la física que establece la conservación de la energía: La energía interna de un sistema cambia según el calor que recibe y el trabajo que realiza.
Postulado
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma; el cambio de energía interna es igual al calor suministrado menos el trabajo realizado.
Autor o descubridor
Julius Robert von Mayer
Formula
ΔU=Q−W
Ejemplo 1
El motor convierte la energía química del combustible en trabajo mecánico para mover el vehículo. Parte de la energía se libera como calor.
Ejemplo 2
Hervir agua en una olla cerrada: El calor aumenta la energía del agua, que genera vapor y puede empujar la tapa.
Fuente:
https://es.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/a/what-is-the-first-law-of-thermodynamics
Segunda ley
¿Qué es?
La energía se dispersa; la entropía siempre aumenta en procesos naturales.
Postulado
No toda la energía se convierte en trabajo; la entropía del universo crece.
Autor o descubridor
Rudolf Clausius
Formula
ΔS≥0
Ejemplo 1
El hielo absorbe calor del entorno, pasa de sólido a líquido, y la entropía total del sistema (hielo + aire) aumenta.
Ejemplo 2
Un gas se dispersa al liberarse; crece la entropía sin hacer trabajo.
Fuente:
https://concepto.de/segunda-ley-de-la-termodinamica/
Tercera ley
¿Qué es?
Al llegar al cero absoluto, la entropía de un sistema perfecto tiende a ser cero.
Postulado
Es imposible alcanzar el cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos.
Autor o descubrimiento
Walther Nernst
Formula
S→0cuandoT→0K
Ejemplo 1
Cristal perfecto a 0 K: Un cristal ideal sin defectos tendría entropía cero a 0 K.
Ejemplo 2
Gases enfriados a temperaturas muy bajas: A medida que los gases se enfrían, su entropía disminuye y tienden a un estado de orden máximo.
Fuente:
https://www.unprofesor.com/ciencias-naturales/tercera-ley-de-la-termodinamica-resumen-3494.html
