Nicolás Léonard Sadi Carnot

(París, 1796-id., 1832) Ingeniero y científico francés. Describió el ciclo térmico que lleva su nombre (ciclo de Carnot), a partir del cual se deducirá el segundo principio de la termodinámica. Hijo del revolucionario Lazare Carnot, en 1812 ingresó en la École Polytechnique y se graduó dos años después, en la época en que se iniciaba el declive del imperio napoleónico y los ejércitos extranjeros asediaban París. Muchos estudiantes, entre ellos Carnot, participaron en las escaramuzas que se produjeron en las afueras de la capital francesa.

Ley Cero de la Termodinámica

Para comprender esta ley, observemos la siguiente figura.Aunque la caloría y el Btu son unidades de calor creadas antes de aceptar que el calor es energía,aún se utilizan ampliamente, pues son precisas y resultan prácticas al resolver problemas. Por ello,no debemos olvidar que tanto el joule como la caloría  son unidades empleadas para medir la energía térmica y que de acuerdo con el equivalente mecánico del calor podemos transformar una unidad en otra.

Primera Ley de la Termodinámica

Con el descubrimiento hecho por Joule acerca del equivalente mecánico del calor se demostró que la energía mecánica se convierte en energía térmica cuando por fricción aumenta la energía interna de un cuerpo, y que la energía térmica se puede convertir en energía mecánica si un gas encerrado en un cilindro se expande y mueve un émbolo, con es- .to, ha sido posible establecer claramente la Ley de la Conservación de la Energía. .Esta ley, aplicada al calor, da como resultado el enunciado de la Primera Ley de la Termodinámica Que dice: la variación en la e,!energía interna del sistema es igual a la energía transferida a los alrededore o por ellos en forma de calor y de trabajo,por lo que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma

Matemáticamente la Primera Ley de la Termodinámica Se expresa como: ' .. !i.U = Q -WAl suministrar calor a un sistema formado por un gas encerrado en un cilindro hermético, el volumen permanece constante (proceso isocórico), y al no realizar ningún trabajo todo el calor suministrado al sistema aumentará su energía interna:.:lU = Uf - Ui = Q.

Segunda Ley de la Termodinámica

La energía térmica no fluye en forma espontánea de un sistema frío a otro caliente. Sólo cuando se tienen dos sistemas con diferentes temperaturas se puede utilizar la energía térmica para producir trabajo.El calor fluye espontáneamente del sistema caliente al frío hasta que se igualan las temperaturas.Durante este proceso, parte del calor se transforma en energía mecánica a fin de efectuar un trabajo,pero no todo el calor puede ser convertido en"trabajo mecánico.

La Primera Ley de la Termodinámica, como ya señalamos, estudia la transformación de la energía mecánica en térmica y la del calor en trabajo, sin imponer ninguna restricción en estos cambios. Sin embargo,la Segunda Ley De la Termodinámica señala restricciones al decir que existe un límite eh la cantidad de trabajo, el cual es posible obtenerla partir de un sistema caliente.Existen dos enunciados que definen la Segunda Ley de la Termodinámica, uno del físico alemán Rudolf. E. Clausius: el calor no puede por sí mismo,sin la intervención de un agente externo, pasar de un cuerpo frío a un cuerpo caliente.otro del físico inglés William Thomson Kelvin:es imposible construir una máquina térmica que transforma en trabajo todo el calor que se le suministra.

Entropía y Tercera Ley de la Termodinámica

La entropía es una magnitud física utilizada por la termodinámica para medir el grado de desorden de la materia. En un sistema determinado la entropía o estado de desorden dependerá de su energía térmica y de cómo se encuentran distribuidas sus moléculas.Como en el estado sólido las moléculas están muy próximas unas de otras y se encuentran una distribución bastante ordenada, su entropía es menor si se compara con la del estado líquido, y en éste menor que en el estado gaseoso. Cuando un líquido es calentado las moléculas aumentan su movimiento y con ello su desorden, por tanto, al evaporarse se incrementa considerablemente su entropía.En general, la naturaleza tiende a aumentar su entropía, es decir, su desorden molecular.Como resultado de sus investigaciones, el físico y químico alemán Walther Nernst establece otro principio fundamental de la termodinámica llamada Tercera Ley de la Termodinámica, dicho principio se refiere a la entropía de las sustancias cristalinas y puras en el cero absoluto de temperatura(0° K), y se enuncia de la siguiente manera: la entropía de un sólido cristalino puro y perfecto puede tomarse como cero a la temperatura del cero absoluto Por tanto, un cristal perfectamente ordenado Tendrá un valor de entropía igual a cero. Cualquier Incremento de la temperatura, por encima de 0° K, causa una alteración en el arreglo de las moléculas componentes de la red cristalina, aumentando así el valor de la entropía.quema fuera de ella, calentando la caldera productora del vapor que la alimenta.El vapor producido por la caldera se acumula a muy altas presiones, de ahí pasa al cilindro donde empuja a~émbolo hacia el extremo opuesto. Al final del desplazamiento (carrera) entra vapor por este extremo, empujando.al émbolo a su posición inicial. Por medio de un vástago (varilla que penetra por un extremo del cilindro), se pone en conexión el émbolo con un cigüeñal que transforma el movimiento alternativo del émbolo en giratorio. Mientras el vapor penetra y se expande con fuerza a través de un lado del émbolo, el vapor contenido en el otro extremo del cilindro se escapa por una lumbrera con dos aberturas: una para el escape y otra para la admisión del vapor. El vapor utilizado puede disiparse hacia la atmósfera, o bien, ser pasado a un condensador a fin de que al encontrarse en estado líquido se vuelva a emplear en la caldera.

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