Los principios fundamentales de la termodinámica juegan un papel crucial en la transformación y aprovechamiento de la energía. La Primera Ley establece la conservación de la energía, mientras que la Segunda Ley introduce la entropía, limitando la conversión de energía térmica en trabajo útil. La eficiencia energética se ve afectada por estas leyes, siendo la energía eléctrica y mecánica más eficientemente transformable que la térmica. Las conversiones energéticas, aunque nunca son 100% eficientes, son esenciales en aplicaciones como la generación de electricidad, la propulsión mecánica y la química.
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La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma
Gas contenido en un cilindro con un pistón
Cuando se calienta, el gas se expande y realiza trabajo sobre el pistón, cambiando su energía interna
El cambio en la energía interna de un sistema cerrado es igual a la cantidad de calor suministrado menos el trabajo realizado
Los procesos naturales son irreversibles y aumentan la entropía del sistema
La Segunda Ley de la Termodinámica implica que no es posible convertir completamente toda la energía térmica en trabajo útil
La Segunda Ley de la Termodinámica establece que no se puede transferir calor de un cuerpo de menor temperatura a uno de mayor temperatura sin un aporte externo de energía
Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero están en equilibrio entre sí
La Ley Cero de la Termodinámica permite definir una escala de temperatura
El cero absoluto, la temperatura más baja teóricamente posible, no puede alcanzarse mediante un número finito de etapas físicas
La Tercera Ley de la Termodinámica es fundamental para definir escalas de temperatura
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Transformación y aprovechamiento de la energía
Termodinámica: estudia cómo se transforma y aprovecha la energía en distintos procesos.
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Ejemplo de Primera Ley de Termodinámica
Gas en cilindro con pistón: al calentarse, se expande y realiza trabajo, cambiando su energía interna.
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Concepto de entropía
Segunda Ley: introduce la entropía, indicando que los procesos son irreversibles y no toda energía térmica se convierte en trabajo.
