INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y

EléctricaU.P. TICOMÁN.

TERMODINÁMICA

PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS:UNIDAD V SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Profesor: Pedro Valdez

Alumno: Picazo Herrera José Héctor

Grupo: 3AM6

Fecha: 12/04/2016

MARCO TEÓRICO:

5.1 Introducción

La segunda ley de la termodinámica es una de las leyes más importantes de la física; aun pudiéndose formular de muchas maneras todas lleva a la explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía.

“En un estado de equilibrio, los valores que toman los parámetros característicos de un sistema termodinámico cerrado son tales

que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en función de dichos parámetros, llamada entropía.”

Este último concepto, cuando es tratado por otras ramas de la física, sobre todo por la mecánica estadística y la teoría de la información, queda ligado al grado de desorden de la materia y la energía de un sistema. La termodinámica, por su parte, no ofrece una explicación física de la entropía, que queda asociada a la cantidad de energía no utilizable de un sistema. Sin embargo, esta interpretación meramente fenomenológica de la entropía es totalmente consistente con sus interpretaciones estadísticas. Así, tendrá más entropía el agua en estado gaseoso con sus moléculas dispersas y alejadas unas de las otras que la misma en estado líquido con sus moléculas más juntas y más ordenadas.

El primer principio de la termodinámica dictamina que la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, sino que se transforman, y establece el sentido en el que se produce dicha transformación. Sin embargo, el punto capital del segundo principio es que, como ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere única y exclusivamente a estados de equilibrio. Toda definición, corolario o concepto que de él se extraiga sólo podrá aplicarse a estados de equilibrio, por lo que, formalmente, parámetros tales como la temperatura o la propia entropía quedarán

definidos únicamente para estados de equilibrio. Así, según el segundo principio, cuando se tiene un sistema que pasa de un estado de equilibrio A a otro B, la cantidad de

entropía en el estado de equilibrio B será la máxima posible, e inevitablemente mayor a la del estado de equilibrio A. Evidentemente, el sistema sólo hará trabajo cuando esté en el tránsito del estado de equilibrio A al B y no cuando se encuentre en uno de estos estados. Sin embargo, si el sistema era cerrado, su energía y cantidad de materia no han podido variar; si la entropía debe de maximizarse en cada transición de un estado de equilibrio a otro, y el desorden interno del sistema debe aumentar, se ve claramente un límite natural: cada vez costará más extraer la misma cantidad de trabajo, pues según la mecánica estadística el desorden equivalente debe aumentar exponencialmente.

Aplicado este concepto a un fenómeno de la naturaleza como por ejemplo la vida de las estrellas, las mismas, al convertir el hidrógeno, su combustible principal, en helio generan luz y calor. Al fusionar los núcleos de hidrógeno en su interior la estrella libera la energía suficiente para producirlos a esa intensidad; sin embargo, cuando intenta fusionar los núcleos de Helio no consigue liberar la misma cantidad de energía que obtenía cuando fusionaba los núcleos de hidrógeno.

Cada vez que la estrella fusiona los núcleos de un elemento obtiene otro que le es más inútil para obtener energía y por ende la estrella muere, y en ese orden de ideas la materia que deja atrás ya no servirá para generar otra estrella. Es así como el segundo principio de la termodinámica se ha utilizado para explicar el fin del universo.

5.2 Depósito Térmico de Energía

La segunda ley de la termodinámica establece cuáles procesos pueden ocurrir y cuáles no en la naturaleza. Los siguientes son ejemplos de procesos que son consistentes con la primera ley de la termodinámica pero que proceden de un orden gobernado por la segunda ley: Cuando dos objetos a diferente temperatura se ponen en contacto térmico entre sí, la energía térmica siempre fluye del objeto más caliente al más frío, nunca del más frío al más caliente. Una bola de hule que se deja caer al suelo rebota varias veces y finalmente queda en reposo, pero una bola que se encuentra en el suelo nunca empieza a botar por sí sola. Debido a los choques con las moléculas de aire y la fricción, un péndulo oscilante finalmente se detiene en el punto de suspensión. La energía mecánica se convierte en energía térmica; la transformación inversa de energía nunca ocurre. 

A partir de la primera ley de la termodinámica vemos que el trabajo neto W hecho por la máquina térmica es igual al calor neto que fluye hacia ella. Como podemos ver de la figura, Qneto = Qc - Qf; por lo tanto W = Qc - Qf El trabajo neto hecho por un proceso cíclico es el área encerrada por la curva que representa el proceso en el diagrama PV. Diagrama PV para un proceso cíclico arbitrario. El trabajo neto realizado es igual al área encerrada por la curva.

5.3 Máquinas TérmicasUna máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.

Por el contrario, en una máquina hidráulica, que es otro tipo de máquina de fluido, la variación de densidad es suficientemente pequeña como para poder desacoplar el análisis de los efectos mecánicos y el análisis de los efectos térmicos, llegando a despreciar los efectos térmicos en gran parte de los casos.

Tal es el caso de una bomba hidráulica, a través de la cual pasa líquido. Alejándose de lo que indica la etimología de la palabra «hidráulica», también puede considerarse como máquina hidráulica un ventilador, pues, aunque el aire es un fluido compresible, la variación de volumen específico no es muy significativa con el propósito de que no se desprenda la capa límite.

En una máquina térmica, la compresibilidad del fluido no es despreciable y es necesario considerar su influencia en la transformación de energía.

En un principio se podría definir a una máquina térmica como un dispositivo, equipo o una instalación destinada a la producción de trabajo en virtud de un aporte calórico. Aunque en algunas definiciones se identifican como sinónimos los

términos «máquina térmica motora» y «motor térmico», en otras se diferencian ambos conceptos. Al diferenciarlos, se considera que un motor térmico es un conjunto de elementos mecánicos que permite obtener energía mecánica a partir de la energía térmica obtenida mediante una reacción de combustión o una reacción nuclear.

Un motor térmico dispone de lo necesario para obtener energía térmica, mientras que una máquina térmica motora necesita energía térmica para funcionar, mediante un fluido que dispone de más energía a la entrada que a la salida.

Máquinas térmicas

Motoras Volumétricas Alternativas Máquina de vapor

Rotativas Motor Wankel

Turbomáquinas Turbina

Generadoras Volumétricas Alternativas Compresor de émbolo

Rotativas Compresor rotativo

Turbomáquinas Turbocompresor

5.4 Conversión Eficiente de la Energía

La eficiencia energética es una práctica que tiene como objeto reducir el consumo de energía. La eficiencia energética es el uso eficiente de la energía, de esta manera optimizar los procesos productivos y el empleo de la energía utilizando lo mismo o menos para producir más bienes y servicios. Dicho de otra manera, producir más con menos energía. No se trata de ahorrar luz, sino de iluminar mejor consumiendo menos electricidad, por ejemplo. Los individuos y las organizaciones que son consumidores directos de la energía pueden reducir el consumo energético para disminuir costos y promover sostenibilidad económica, política y ambiental. Los usuarios industriales y comerciales pueden desear aumentar eficacia y maximizar así su beneficio. El consumo de la energía está directamente relacionado con la situación económica y los ciclos económicos, por lo que es necesaria una aproximación global que permita el diseño de políticas de eficiencia energética. A partir de 2008 la ralentización del crecimiento económico significó una reducción del consumo a nivel global que tuvo su efecto sobre la emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Entre las preocupaciones actuales está el ahorro de energía y el efecto medioambiental de la generación de energía eléctrica, buscando la generación a partir de energías renovables y una mayor eficiencia en la producción y el consumo, que también se denomina ahorro de energía.

El consumo energético de una vivienda se puede reducir a través de una construcción bioclimática, la elección de equipos de calefacción, electrodomésticos e iluminación más eficientes y la modificación de los hábitos de consumo de sus habitantes.

5.5 Refrigeradores y Bombas de Calor

1. Refrigerador

Un refrigerador es un dispositivo que extrae calor de un foco que está más frío que el ambiente (como el interior de un frigorífico, a 5°C) y lo vierte en el ambiente (a 22°C, por ejemplo). Para funcionar, un refrigerador requiere un trabajo adicional Win, que aumenta el calor de desecho Qout que se entrega al ambiente.

Un frigorífico o un aparato de aire acondicionado son ejemplos de refrigeradores. En su uso habitual, lo que hacen los refrigeradores y aparatos de aire acondicionado es principalmente, mantener constante la temperatura del interior de una cámara o habitación, expulsado de forma continua el calor que va entrando por las paredes (aparte, si se introduce un objeto caliente en un frigorífico, éste se encarga de bajar la temperatura del objeto, consumiendo un trabajo adicional).

Ambos operan sobre el mismo principio. Un compresor eleva la temperatura del fluido de trabajo a base de realizar trabajo sobre él. El fluido, a temperatura superior a la ambiente, es puesto en contacto con éste en un condensador (una rejilla,p.ej.), liberando calor Qout. El fluido

enfriado, pasa por una válvula de expansión, donde su temperatura cae por debajo de la del foco frío. Puesto en contacto con este foco (la cámara frigorífica o la habitación) mediante otra rejilla conocida como evaporador, absorbe calor de éste, Qin. De ahí vuelve al compresor, recomenzando el ciclo.

Para los refrigeradores se define el coeficiente de desempeño (COPR) según el mismo principio que para las máquinas térmicas siendo “lo que se saca” el calor Qin que se extrae del foco frío y “lo que cuesta” el trabajo Win necesario para ello

A diferencia del rendimiento de una máquina térmica, el coeficiente de desempeño puede ser mayor que la unidad (normalmente lo es, de hecho).

Dado que refrigeradores y bombas de calor operan en ciclos, el coeficiente de desempeño puede definirse en términos de los flujos de calor y trabajo

donde cada flujo se calcula dividiendo el calor o trabajo intercambiados en un ciclo dividido por el periodo de éste.

En el diseño de refrigeradores se suele usar como unidad la frigoría (fg), definida como 1 kcal (= 4186 J) de calor extraído. También, como unidad de potencia, se usa la frigoría/hora (fg/h), llamada erróneamente como frigoría a secas, que nos da el flujo de calor extraído.

2. Bomba de calor

Una bomba de calor se basa en el mismo principio que un refrigerador, salvo que se emplea para pasar calor del ambiente a un foco más caliente, como una habitación, para caldearla. Para esto el, circuito debe estar situado de manera opuesta al caso del refrigerador. El compresor envía el fluido a alta presión a un condensador en el interior de la habitación, donde libera calor por estar a más temperatura que el ambiente. pasa entonces por la válvula hacia el exterior, donde se evapora y cae por debajo de la temperatura exterior, absorbiendo calor en el evaporador. Vuelve entonces al compresor,

reiniciando el ciclo.

En el uso habitual, lo que hace una bomba de calor es principalmente mantener constante la temperatura del interior de una cámara o habitación, reintroduciendo de forma continua

el calor que va escapando por las paredes (aparte, si se introduce un objeto frío en una habitación, la bomba de calor se encarga de elevar la temperatura del objeto, consumiendo un trabajo adicional).

En el caso límite de una estufa (de resistencia eléctrica, por ejemplo), lo que ocurre es que no se extrae calor del exterior y todo el calor que entra en la habitación procede del trabajo consumido.

Para que un mismo aparato pueda funcionar como aire acondicionado en verano y bomba de calor en invierno, es necesario un sistema de válvulas que permita que el vapor fluya en direcciones opuestas según el uso que se le de.

En el caso de una bomba de calor “lo que se saca” es el calor Qout, por lo que el coeficiente de desempeño de una bomba de calor se define como

o, empleando los flujos de calor y trabajo

De esta definición se tiene que el coeficiente de desempeño de una bomba de calor y del refrigerador correspondiente se diferencian en 1.

y por tanto el coeficiente de desempeño de una bomba de calor es como mínimo 1. Un valor de 1 quiere decir que no se extrae ningún calor del foco frío, sino que simplemente se transforma trabajo en calor. Esto es lo que hace, por ejemplo, una estufa de resistencia.

Para una bomba de calor real el COP puede ser de 4. Esto quiere decir que para aportar 4 J de calor a una habitación solo consume 1 J de energía eléctrica (mientras que una estufa consumiría los 4 J). Las bombas de calor son por tanto más eficientes como sistema de calefacción, pero requieren instalaciones más grandes y poseen problemas de funcionamiento si la temperatura exterior es demasiado baja.

5.6 Procesos Reversibles e irreversibles

Los procesos reales se producen en una dirección preferente. Es así como el calor fluye en forma espontánea de un cuerpo más cálido a otro más frío, pero el proceso inverso sólo se puede lograr con alguna influencia externa. Cuando un bloque desliza sobre una superficie, finalmente se detendrá. La energía mecánica del bloque se transforma en energía interna del bloque y de la superficie.Estos procesos unidireccionales se llaman procesos irreversibles. En general, un proceso es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial.

Por el contrario, un proceso es reversible si su dirección puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio infinitesimal en las condiciones externas. Una transformación reversible se realiza mediante una sucesión de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes. Si un proceso real se produce en forma cuasiestática,Es decir lo suficientemente lento como para que cada estado se desvié en forma infinitesimal del equilibrio, se puede considerar reversible. En los procesos reversibles, el sistema nunca se desplaza más que diferencialmente de su

equilibrio interno o de su equilibrio con su entorno. Si una transformación no cumple estas condiciones es irreversible.

En la realidad, las transformaciones reversibles no existen, ya que no es posible eliminar por completo efectos disipativos, como la fricción, que produzcan calor o efectos que tiendan a perturbar el equilibrio, como la conducción de calor por diferencias de temperatura. Por lo tanto, no debe sorprender que los procesos en la naturaleza sean irreversibles. El concepto de proceso reversible es de especial importancia para establecer el límite teórico de la eficiencia de las máquinas térmicas.

5.7 El Ciclo de Carnot

El ciclo de Carnot se produce en un equipo o máquina cuando trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de una fuente de mayor temperatura y cediendo un calor Q2 a la de menor temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior.

El rendimiento de este ciclo viene definido por:

y, como se verá adelante, es mayor que el producido por cualquier máquina que funcione cíclicamente entre las mismas fuentes de temperatura. Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot.

Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, por lo que el ciclo puede invertirse y la máquina absorbería calor de la fuente fría y cedería calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina. Si el objetivo de esta máquina es extraer calor de la fuente caliente se denomina máquina frigorífica, y si es ceder calor a la fuente fría, bomba de calor.

El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas: dos procesos isotermos

(a temperatura constante) y dos adiabáticos (aislados térmicamente). Las aplicaciones del Primer principio de la termodinámica están escritos acorde con el Criterio de signos termodinámico.

- Expansión isoterma: (proceso 1 → 2 en el diagrama):

Se parte de una situación en que el gas se encuentra al mínimo volumen del ciclo y a temperatura T1 de la fuente caliente. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente de temperatura T1, haciendo que el gas se expanda. Al expandirse, el gas tiende a enfriarse, pero absorbe calor de T1y mantiene su temperatura constante. Al tratarse de un gas ideal, al no cambiar la temperatura tampoco lo hace su energía interna, y despreciando los cambios en la energía potencial y lacinética, a partir de la 1ª ley de la termodinámica vemos que todo el calor transferido es convertido en trabajo:

Desde el punto de vista de la entropía, ésta aumenta en este proceso: por definición, una variación de entropía viene dada por el cociente entre el calor transferido y la temperatura de la fuente en un proceso reversible:

.

Como el proceso es efectivamente reversible, la entropía aumentará

- Expansión adiabática: (2 → 3):

La expansión isoterma termina en un punto tal que el resto de la expansión pueda realizarse sin intercambio de calor. A partir de aquí el sistema se aísla térmicamente, con lo que no hay transferencia de calor con el exterior. Esta expansión adiabática hace que el gas se enfríe hasta alcanzar exactamente la temperatura T2 en el momento en que el gas alcanza su volumen máximo. Al enfriarse disminuye su energía interna, con lo que utilizando un razonamiento análogo al anterior proceso:

Esta vez, al no haber transferencia de calor, la entropía se mantiene constante: 

- Compresión isoterma: (3 → 4):

Se pone en contacto con el sistema la fuente de calor de temperatura T2 y el gas comienza a comprimirse, pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría. Al no cambiar la temperatura tampoco lo hace la energía interna, y la cesión de calor implica que hay que hacer un trabajo sobre el sistema:

Al ser el calor negativo, la entropía disminuye: 

- Compresión adiabática: (4 → 1)

Aislado térmicamente, el sistema evoluciona comprimiéndose y aumentando su temperatura hasta el estado inicial. La energía interna aumenta y el calor es nulo, habiendo que comunicar un trabajo al sistema:

Al ser un proceso adiabático, no hay transferencia de calor, por lo tanto la entropía no varía:

Trabajo del ciclo:

Por convención de signos, un signo negativo significa lo contrario. Es decir, un trabajo negativo significa que el trabajo es realizado sobre el sistema.

Con este convenio de signos el trabajo obtenido deberá ser, por lo tanto, negativo. Tal como está definido, y despreciando los cambios en energía mecánica, a partir de la primera ley:

Como dU (diferencial de la energía interna) es una diferencial exacta, el valor de U es el mismo al inicio y al final del ciclo, y es independiente del camino, por lo tanto la integral de dU vale cero, con lo que queda

Por lo tanto, en el ciclo el sistema ha realizado un trabajo sobre el exterior.

5.8 Principios de Carnot

1. “No puede existir una máquina térmica que funcionando entre dos fuentes térmicas dadas tenga mayor rendimiento que una de Carnot que funcione entre esas mismas fuentes térmicas.”

Para demostrarlo supondremos que no se cumple el teorema, y se verá que el no cumplimiento transgrede el segundo principio de la termodinámica. Tenemos pues dos máquinas, una llamada X y otra, de Carnot, R, operando entre las mismas fuentes térmicas y absorbiendo el mismo calor de la caliente. Como suponemos que  , y por definición

,donde   y   denotan el trabajo producido y el calor cedido a la fuente fría respectivamente, y los subíndices la máquina a la que se refieren.

Como R es reversible, se le puede hacer funcionar como máquina frigorífica. Como  , la máquina X puede suministrar a R el trabajo   que necesita para funcionar como máquina frigorífica, y X producirá un trabajo neto  . Al funcionar en sentido inverso, R está absorbiendo calor   de la fuente fría y está cediendo calor   a la caliente.

El sistema formado por las dos máquinas funciona cíclicamente realizando un trabajo   e intercambiando un calor   con una única fuente térmica, lo cual va en contra del segundo principio de la termodinámica. Por lo tanto:

2. “Dos máquinas reversibles operando entre las mismas fuentes térmicas tienen el mismo rendimiento.”

Igual que antes, suponemos que no se cumple el teorema y veremos que se violará el segundo principio. Sean R1 y R2 dos máquinas reversibles, operando entre las mismas fuentes térmicas y absorbiendo el mismo calor de la caliente, con distintos rendimientos. Si es R1 la de menor rendimiento, entonces  .

Invirtiendo R1, la máquina R2 puede suminístrale el trabajo   para que trabaje como máquina frigorífica, y R2 producirá un trabajo  .

El sistema formado por las dos máquinas funciona cíclicamente realizando un trabajo   e intercambiando un calor   con una única fuente térmica, lo cual va en contra de la segunda ley. Por lo tanto:

5.9 Máquina Térmica de Carnot

La máquina de Carnot es una máquina ideal que utiliza calor para realizar un trabajo. En ella hay un gas sobre el que se ejerce un proceso

cíclico de expansión y compresión entre dos temperaturas. El ciclo termodinámico utilizado se denomina ciclo de Carnot y fue estudiado por Sadi Carnot alrededor de 1820.

Carnot se propone encontrar el máximo rendimiento que puede tener una máquina térmica y en su empeño, enuncia el segundo principio de la termodinámica en estos términos: Para poder obtener trabajo mecánico del calor, es necesario contar con dos fuentes de calor a distintas temperaturas. Poco se podía imaginar la evolución y la transcendencia de este principio a lo largo de los años en términos como la entropía o la termodinámica estadística.

Carnot parte del primer principio de la termodinámica que, en su forma diferencial, para una transformación abierta de un sistema cerrado, se puede escribir así 1 :

Teniendo en cuenta el convenio termodinámico de signos2 podría expresarse en palabras así: El calor aplicado sobre un sistema cerrado, se transforma en un aumento de la energía interna del sistema, por aumento de su temperatura, y un trabajo que el sistema realiza contra el medio exterior.

La máquina puede imaginarse como un cilindro sobre el que discurre un pistón, cuyo eje, en su movimiento, empuja un carrito, efectuando un trabajo de desplazamiento, con una fuerza igual a la presión del gas por la superficie del cilindro sobre un espacio igual al recorrido del pistón dentro del cilindro. El cilindro contiene una cierta cantidad de un gas ideal y la máquina funciona intercambiando calor entre dos fuentes de temperaturas constantes T1 > T2.

5.10Refrigerador

y Bomba de Calor de Carnot

Se sabe que el calor se transfiere en la dirección de la temperatura más alta a la más baja, este proceso ocurre en la naturaleza sin requerir ningún dispositivo. Sin embargo, el proceso inverso no puede ocurrir por si mismo, como lo dice el enunciado de Clausius.

La transferencia de calor de un medio que se encuentra a baja temperatura hacia otro de temperatura alta requiere de un refrigerador. Al invertir el ciclo de la

máquina térmica de Carnot, obtenemos un ciclo de refrigeración de Carnot. Todos los procesos son internamente reversibles.

El refrigerador trabaja de un modo muy similar a una bomba de calor; enfría su interior bombeando energía térmica desde los compartimientos de

almacenamiento de los alimentos hacia el exterior más caliente. Durante su operación, un refrigerador elimina una cantidad de energía térmica Qf del interior

del refrigerador, y en el proceso (igual que la bomba de calor) su motor realiza trabajo W. El coeficiente de realización de un refrigerador o de una bomba de calor

se define en términos de Qf: 

 

 

En este caso, el coeficiente de realización más alto posible es también el de un refrigerador cuya sustancia de trabajo se lleva por un ciclo de máquina térmica de Carnot a la inversa.

MAPAS:

ENSAYO:

El estudio de los principios termodinámicos es de suma importancia para poder comprender problemas específicos de la vida cotidiana, por

ejemplo, la 2da Ley de la Termodinámica, nos garantiza que la Equivalencia energética de los distintos medios portadores de energía

no significa igualdad; de hecho, la ley de la entropía, o de la irreversibilidad, genera una desigualdad en la conversión de un medio

portador de energía en otro. Por esta razón, la transformación de la energía está siempre sujeta a inevitables pérdidas y, en tanto la

energía mecánica podrá siempre ser transformada en calor con una eficiencia de 100%, por el contrario, la transformación de la energía

térmica en energía mecánica exige siempre que el proceso se realice entre dos niveles de temperatura y en condición ideal, lo que está

sujeto al rendimiento máximo de un ciclo reversible de Carnot. Esto nos es de gran utilidad en el trabajo de máquinas térmicas, ya que nos

explica sus restricciones y ventajas en su uso.

Actividad:Cuestionario.

1.- Enuncie la segunda ley de la termodinámica.

“En un estado de equilibrio, los valores que toman los parámetros característicos de un sistema termodinámico cerrado son tales que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en función de dichos parámetros, llamada entropía.”

2.- Que dictamina el primer principio de la termodinámica que da bases para la pronunciación de la segunda?

El primer principio de la termodinámica dictamina que la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, sino que se transforman, y establece el sentido en el que se produce dicha transformación

3. Explique la segunda ley de la termodinámica referenciando la vida de las estrellas.

Al convertir el hidrógeno, su combustible principal, en helio genera luz y calor. Al fusionar los núcleos de hidrógeno en su interior la estrella libera la energía suficiente para producirlos a esa intensidad; sin embargo, cuando intenta fusionar los núcleos de Helio no consigue liberar la misma cantidad de energía que obtenía cuando fusionaba los núcleos de hidrógeno.

Cada vez que la estrella fusiona los núcleos de un elemento obtiene otro que le es más inútil para obtener energía y por ende la estrella muere, y en ese orden de ideas la materia que deja atrás ya no servirá para generar otra estrella. Es así como el segundo principio de la termodinámica se ha utilizado para explicar el fin del universo.

4.- Defina “depósito de energía”

La segunda ley de la termodinámica establece cuáles procesos pueden ocurrir y cuáles no en la naturaleza. Los siguientes son ejemplos de procesos que son consistentes con la primera ley de la termodinámica pero que proceden de un orden gobernado por la segunda ley: Cuando dos objetos a diferente temperatura se ponen en contacto térmico entre sí, la energía térmica siempre fluye del objeto más caliente al más frío, nunca del más frío al más caliente. Una bola de hule que se deja caer al suelo rebota varias veces y finalmente queda en reposo, pero una bola que se encuentra en el suelo nunca empieza a botar por sí sola. Debido a los choques con las moléculas de aire y la fricción, un péndulo oscilante finalmente se detiene en el punto de suspensión. La energía mecánica se convierte en energía térmica; la transformación inversa de energía nunca ocurre. 

5.- la energía pasa de un depósito frío a uno caliente…

a) cierto b) falso

6.- defina brevemente a una máquina térmica

Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina.

7.- En un principio se podría definir a una máquina térmica como un dispositivo, equipo o una instalación destinada a la producción de trabajo en virtud de….

De un aporte calórico.

8.- Esquematice el recorrido de la energía en un refrigerador.

9.- Esquematice el recorrido de la energía en una bomba de calor.

10.- Para que un mismo aparato pueda funcionar como aire acondicionado en verano y bomba de calor en invierno, que sería necesario?

Es necesario un sistema de válvulas que permita que el vapor fluya en direcciones opuestas según el uso que se le dé.

REFERENCIAS:

http://es.slideshare.net/axelmeridages/segunda-ley-de-la- termodinmica-16656352

http://termodinamica-esimeazc.blogspot.mx/2015/04/refrigerador-de- carnot.html

https://www.google.com.mx/search? q=MAQUINA+TERMICA+DE+CARNOT&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmrbuJtonMAhXp74MKHYkMA0cQ_AUIBygB&biw=944&bih=907#imgrc=vbVjhth5s7m08M%3A

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnot http://termodinamica-2011.blogspot.mx/p/procesos-reversibles-e-

irreversibles.html https://www.google.com.mx/search?

q=Refrigeradores+y+Bombas+de+Calor&espv=2&biw=944&bih=907&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwinn56dr4nMAhVBsoMKHZQ6AoAQ_AUIBigB&dpr=1#tbm=isch&q=diagramas+de+FLUJO+refrigeradores&imgrc=FOoaCThfaS1ekM%3A

http://laplace.us.es/wiki/index.php/ Refrigeradores_y_bombas_de_calor_(GIE)

https://www.google.com.mx/search? q=MAQUINAS+TERMICAS&biw=944&bih=907&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi3gNDmq4nMAhWFloMKHWGnA3wQ_AUIBygB#imgrc=Yho_QX0CHc88lM%3A

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica http://www.monografias.com/trabajos104/maquinas-termicas-y-

segunda-ley-termodinamica/maquinas-termicas-y-segunda-ley-termodinamica.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_principio_de_la_termodin %C3%A1mica