Primera Ley De La Termodinámica.

Termodinámica:
Es la rama de la química que estudia los cambios de energía que acompañan a todo proceso y las leyes que rigen dichos cambios, es decir, al identificar y medir los cambios energéticos asociados a una reacción, la termodinámica intenta determinar qué es lo que impulsa la reacción y qué es lo que determina su fin.

Leyes De La Termodinámica

Primera Ley De La Termodinámica:
También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
En palabras llanas: 'La energía ni se crea ni se destruye: solo se transforma'.

Su Ecuación General Es

aˆ†U=Q-W → aˆ†E sistema=E entra-E sale 

Aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:




Variables o propiedades termodinámicas:

Son las propiedades macroscópicas, observables y cuantificables de la materia, también se denominan variables de estado tales como el volumen, la presión, la temperatura, la composición, la densidad y pueden ser intensivas o extensivas.

Propiedades intensivas
Son aquellas que no dependen de la cantidad de materia y tienen un mismo valoren cualquier punto del sistema, ejemplo: la presión, la temperatura, la densidad, el punto de ebullición, punto de fusión, viscosidad, las variables de composición (porcentaje en peso, molaridad, normalidad, partes por millón etc.). 

Propiedades extensivas
Son aquellas que dependen de la cantidad de materia y son aditivas, como la masa y el volumen. 

Propiedades de un sistema
Si cada propiedad intensiva es constante a lo largo de un sistema, este es homogéneo, como las soluciones saturadas o insaturadas. 

Tipos de mezclas homogéneas

Propiedades de un sistema
Un sistema no homogéneo se denomina heterogéneo y cada parte homogénea de él se llama fase. Eso quiere decir que sus propiedades intensivas cambian en algunos puntos.
Tipos de mezclas heterogéneas

Un sistema se encuentra en un estado definido cuando cada una de sus propiedades tiene un valor determinado. 
Ejemplo: T = 380 K; P = 245 MPa; V=5 m3



Procesos termodinámicos




Procesos Irreversibles: Son aquellos que cambia de un estado meta estable a un estado más estable de menor energía y no se pueden revertir.

Procesos reversibles: Son aquellos que cambia de un estado inicial estable a un estado final también estable, pasando por una secuencia continua de estados de equilibrio y se pueden revertir

Equilibrio termodinámico
La termodinámica clásica trata con sistemas en equilibrio. El concepto de equilibriopuede dividirse en tres tipos:
 
a) Equilibrio mecánico: donde las fuerzas que actúan sobre el sistema, como las que actúan en su interior, están equilibradas, no existe aceleración ni turbulencia en el sistema.
Equilibrio termodinámico
b) Equilibrio material: en el cual no existen reacciones químicas globales en el sistema, ni hay transferencia neta de masa de una parte del sistema a otra, las concentraciones de las diversas especies químicas del sistema son constantes con el tiempo.
Reacción: H2 + I2 = 2 HI
Equilibrio termodinámico
c) Equilibrio térmico: no puede haber variación en las propiedades del sistema o medio ambiente cuando están separados por una pared diatérmica.







Ejemplo Sobre La Segunda Ley De La Termodinámica

Por ejemplo podemos aplicar la ley de la termodinámica a la explosión de un cohete en un tambor de acero cerrado.

La primera ley establece que la energía se conserva, sin embargo, cuando un cuerpo caliente y otro frío se ponen en contacto no ocurre que el primero se pone más caliente y el segundo más frío. Si bien no estamos violando la primera ley, ésta no restringe nuestra capacidad de convertir trabajo en calor o calor en trabajo, especifica únicamente que la energía debe conservarse durante el proceso. La realidad es que, aunque podamos convertir una pequeña cantidad de trabajo en calor, no se ha podido hallar un procedimiento que convierta por completo una cantidad dada de calor en trabajo. La segundaley de la termodinámica se ocupa de este problema y aunque su contenido pueda parecer abstracto, su aplicación ha demostrado ser extremadamente práctica.


En La Siguiente Imagen Se Muestra El Proceso De La Primera Ley De La Termodinámica





Segunda Ley De La Termodinámica.
Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el primer principio

1s Hay Muchos Enunciados Para Definir Este Principio, Destacándose El De Clausius y El De Kelvin

a–s Enunciado de Kelvin—Planck
Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito, con la realización de una cantidad igual de trabajo.
a–sEnunciado De Clausius
En palabras de Sears es: «No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente atemperatura más elevada».

2s Matemáticamente Esta Ley Se Puede Expresar Matemáticamente Así:
Ei Eo Eap Dónde: Ei = Energía Neta o Energía de entrada Eo = Energía útil o de salida Eap = Energía almacenada o pérdida (calor)Lo que implica la no existencia de máquinas perfectas, con un rendimiento del100%.El concepto de energía pérdida no quiere decir, de ninguna manera, que esta energía desaparece, lo que acontece es que esa parte de la energía se degrada forma tal que no se puede utilizar

3s
Los procesos de combustión son la principal fuente de energía del mundo moderno,  son un ejemplo de la destrucción de la calidad de la energía.  En estos procesos el sentido natural es aquel en el que el combustible se transforma en dióxido de carbono y agua, el sentido contrario no es natural.  La segunda ley de la termodinámica aporta los fundamentos que permiten  predecir cuándo un proceso es o no natural.  En los procesos cíclicos naturales que en su gran mayoría son isotérmicos e irreversibles no se puede esperar una producción de trabajo,  ya que en estos procesos se destruye trabajo:

4s
Por último, vamos a ver el contenido de la segunda ley de la termodinámica. En términos más o menos sencillos diría lo siguiente: 'No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo'. Este principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio del rendimiento de máquinas y mejoramientotecnológico de las mismas. Si este principio no fuera cierto, se podría hacer funcionar
una central térmica tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio ambiente contiene una cierta cantidad de energía interna, pero debemos señalar dos cosas: primero, la segunda ley de la termodinámica no es una consecuencia de la primera, sino una ley independiente; segundo, la segunda ley nos habla de las restricciones que existen al utilizar la energía en diferentes procesos, en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina que utilice energía interna de una sola fuente de calor.
El concepto de entropía fue introducido por primera vez por R. J. Clausius a mediados del siglo XIX. Clausius, ingeniero francés, también formuló un principio para la Segunda ley: 'No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frío a otro más caliente'. 

Un ejemplo Sencillo Sobre La Segunda Ley De La Termodinámica
2 Ley La Entropía El Universo Tiende Al Caos (O Al Desorden) 

Quemar Un Madero Completamente De 100 Gramos Al Quemarlo La Cantidad De Residuo No Pesa Completamente 100 Gramos, Pesa Menos.

La Ley Se Cumple Porque Imagina Que El Residuo Peso 90 Gramos Que Paso Con Los Otros 10 Gramos 

Cuando Se Quemo Parte De La Madera Se Convirtió En Co2 (Ya Que Busca Permanecer En Desorden) Y El Humo No Lo Podes Juntar Todito Exactamente.