1º Ley de la
termodinámica.- Habla sobre la conservación de energía "La energía
no puede crearse ni destruirse, solo transformarse" lo que quiere decir
que la energía no se disipa en ningún momento, solo se manifiesta de maneras imperceptibles.
La primera ley
nos propone el siguiente balance de energía:
La variación de
energía esta dada por la suma de todas las variaciones energéticas, cinéticas,
potenciales e internas. La energía cinética se refiere al movimiento de
traslación de las moléculas, la energía potencial está referida a las fuerzas
que ejerce la gravedad sobre las moléculas y la energía interna se refiere a la
energía vibracional de las moléculas, esta última es proporcional a la
temperatura.
En
un sistema estacionario aislado utilizamos esta ecuación suponiendo que las
variaciones de energía cinética y potencial son despreciables:
En un sistema en movimiento donde el fluido se ve empujado por una
presión (flujo) utilizamos el término entalpía que está dado por:
El balance de energía general para flujos queda de la siguiente manera:
2º Ley de la
termodinámica.- Habla sobre la dirección que toma la energía en forma de calor
al transferirse de un sistema a otro, también afirma que el calor tiene
cantidad y calidad. Esta ley también nos indica que existen procesos
reversibles e irreversibles.
Procesos reversibles: son aquellos procesos que se pueden invertir, o pueden producirse al revés, por ejemplo: un motor que al recibir energía eléctrica produce trabajo de un eje, si aplicamos trabajo de eje a ese mismo motor estaríamos invirtiendo el proceso y por lo tanto generando energía eléctrica debido al campo electromagnético, estos procesos no son tan comunes, existen muchos procesos que no pueden funcionar de esta manera.
Procesos irreversibles: son aquellos que tienen una sola dirección al darse naturalmente el proceso contrario no puede ser posible por ejemplo un eje de paletas que gira como resultado del empuje de una masa sobre él, dentro del eje se encuentra un recipiente aislado con un fluido que al girar el eje aumenta la energía interna del fluido, este proceso no puede invertirse debido que si aumentamos la energía interna del fluido dentro del recipiente, esto no hará que el trabajo se produzca en dirección contraria y eleve la masa que producía su movimiento nuevamente.
Ley cero de la termodinámica.- Esta ley establece que
cuando dos cuerpos con temperaturas distintas están en contacto, el calor pasa
del cuerpo con la temperatura más elevada al cuerpo con la temperatura más
baja, este flujo de calor se da hasta que las temperaturas de ambos cuerpos
sean iguales. Un ejemplo de este comportamiento lo podemos ver en un plato de
sopa caliente, si se deja al ambiente esta transfiere calor al aire de su
entorno hasta que llegan a la misma temperatura.
Fuente:
Cenguel, transferencia de calor y masa, 3º Edición
Bird, Fenómeno de transporte, 2º Edición
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