Las leyes de la termodinamica fisica son un grupo de leyes sobre las que se inspira la termodinámica. En específico, hablamos de 4 leyes que son universalmente válidas una vez que se usan a sistemas que caen en las limitaciones implícitas en cada uno.
Con la era, dichos principios se han convertido en «leyes». En la actualidad se enuncian un total de 4 leyes. En los últimos 80 años, ciertos autores han sugerido otras leyes, sin embargo ni una de ellas ha sido aceptada por unanimidad.
Curiosamente, la ley cero se formuló luego de haber enunciado las demás 3 leyes de la termodinámica y es una efecto de cada una de ellas. Por esta razón, tiene la postura 0.
¿Cuáles son las leyes de la termodinamica?
En las múltiples descripciones teóricas de la termodinámica, estas leyes tienen la posibilidad de expresarse en maneras aparentemente diferentes, sin embargo las formulaciones más destacadas son las próximas 4 leyes de la termodinamica:
- La ley cero de la termodinámica: Instituye que “si 2 sistemas termodinámicos que permanecen en equilibrio térmico con un tercero, además permanecen en equilibrio entre sí”.
- La primera ley de la termodinámica: Ley de la conservación de la energía. Este inicio instituye que “La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se elimina, permanece constante”.
- La segunda ley de la termodinámica: Instituye que la proporción de entropía del mundo tiende a incrementarse. De esta ley se extrae que no existe la eficiencia del 100% de una máquina térmica. Además se extrae que no todos los procesos termodinámicos son reversibles.
- La tercera ley de la termodinámica: instituye que es imposible conseguir una temperatura igual al cero absoluto (0 kelvin).
Ley cero de la termodinámica
A este comienzo se denomina del equilibrio termodinámico. Si 2 sistemas A y B permanecen en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C permanecen paralelamente en equilibrio termodinámico.
Este comienzo es importante. El inicio 0 no ha sido formulado formalmente hasta luego de haber enunciado las demás 3 leyes. De allí que obtiene la postura 0.
¿Qué supone que un proceso está en equilibrio termodinámico?
La igualdad de un sistema termodinámico se define como la condición del mismo en el cual las cambiantes empíricas usadas para conceptualizar un estado del sistema han llegado a un punto de equilibrio. Al estar equilibradas, no varían en todo el tiempo.
A estas cambiantes empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema. Entre otras cambiantes empíricas poseemos: presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, etcétera.
Leyes de la termodinamica: Primera ley de la termodinámica
La primera de as leyes de termodinamica dice “La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se elimina, permanece constante”.
Se puede pasar de una manera de energía a otra empero la energía ni se crea ni desaparece. Ejemplificando, en un motor térmico se puede transformar la energía térmica de la combustión en energía mecánica.
La primera ley de la termodinámica además se sabe como ley de la conservación de la energía. Esta ley termodinámica instituye que, si se hace trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
Observado de otro modo, esta ley posibilita conceptualizar el calor como la proporción de energía elemental que debería intercambiar el sistema para indemnizar las diferencias entre trabajo y energía interna. Ha sido iniciativa por Antoine Lavoisier.
Segunda ley de la termodinámica
La segunda de las leyes de la termodinamica regula la dirección en que se han de realizar los procesos termodinámicos y, por consiguiente, la incapacidad de que ocurran en el sentido opuesto. Ejemplificando, la transferencia de calor se puede elaborar de un cuerpo caliente a otro gélido, sin embargo no al contrario.
Además instituye, en algunas ocasiones, la inviabilidad de transformar del todo toda la energía de un tipo a otro sin pérdidas. Ejemplificando, en un motor ideal, la proporción de calor suministrada se convierte en trabajo mecánico. No obstante, en un motor real, parte del calor suministrado se pierde.
Esta ley posibilita conceptualizar la entropía. La alteración de la proporción de entropía de un sistema termodinámico aislado continuamente debería ser más grande o igual a cero y únicamente es igual a cero si el proceso es reversible.
La primera y segunda leyes de la termodinámica surgieron al mismo tiempo en la década de 1850. Primordialmente ha sido el resultado de las obras de William Rankine, Rudolf Clausius y William Thomson (Lord Kelvin).
Leyes de la termodinamica: Tercera ley de la termodinámica
La tercera de las leyes de la termodinamica asegura que es imposible conseguir una temperatura igual al cero absoluto por medio de un número limitado de procesos físicos. El cero absoluto equivale a 0 kelvin, o sea, a -273 grados Celsius. Esta ley ha sido iniciativa por Walther Nernst.
Una vez que la temperatura tiende a cero absoluto, la entropía de cualquier sistema tiende a cero
El tercer inicio de la termodinámica puede formular además como que mientras un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un costo constante específico.