4.2 Enunciados de la 2da Ley.

La segunda ley de la termodinámica o segundo principio de la termodinámica expresa, de una forma concisa, que “la cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo, hasta alcanzar un valor máximo”. Pero sensiblemente, cuando una parte de un sistema cerrado interactúa con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcance un equilibrio térmico.

Enunciado de Kelvin-Planck.

De este enunciado, se tiene como consecuencia la imposibilidad del “motor ideal”. Toda máquina producirá energía a ser utilizada con desperdicio de parte de esta en calor a ser perdido. Esto ya era citado por Carnot (Nicolás Leonard Sadi Carnot – físico francés 1796 – 1832): Para transformar calor en energía cinética, se utiliza una máquina térmica, sin embargo esta no es 100% eficiente en la conversión.

Algunos autores llaman tal enunciado como “postulado” de Kelvin y así lo describió: Ningún proceso es posible donde el único resultado es la absorción de calor de un reservorio y su conversión completa en trabajo.

Gráficamente se puede expresar imaginando la caldera de un barco a vapor. Esta no podría producir trabajo si no fuese porque el vapor se encuentra a temperaturas y presión elevadas comparadas con el medio que las rodea.

Otra forma de ver la segunda ley de la termodinámica es por la observación de su relevancia. La primera ley en verdad, un principio de contabilidad de energía: las parcelas de energía deben ser sumadas. O sea, la primera ley trata de las cantidades de energía. La segunda ley, en tanto, al decir que la energía cinética (por ejemplo) puede ser integralmente transformada en energía térmica (calor) pero no al contrario, indica una calidad para la energía:

La segunda ley de la termodinámica:

enunciado de Clausius

Hay dos enunciados clásicos de la segunda ley, el de Kelvin-Planck que se relaciona

con las máquinas térmicas y analizado en la sección precedente, y el de Clausius, relacionado con refrigeradores o bombas de calor. El enunciado de Clausius se expresa como sigue:

Es imposible construir un dispositivo que opere en un ciclo sin que produzca

ningún otro efecto que la transferencia de calor de un cuerpo de menor temperatura

a otro de mayor temperatura.

Se sabe bien que el calor, por sí solo, no se transfiere de un medio frío a uno más caliente. El enunciado de Clausius no significa que sea imposible construir un dispositivo cíclico que transfiera calor de un medio frío a otro más caliente. De hecho, esto es precisamente lo que hace un refrigerador doméstico común. El enunciado establece simplemente que un refrigerador no puede operar a menos que su compresor sea propulsado mediante una fuente de energía externa, como un motor eléctrico (Fig. 6-26). De este modo, el efecto neto sobre los alrededores tiene que ver con el consumo de cierta energía en la forma de trabajo, además de la transferencia de calor de un cuerpo más frío a otro más caliente; es decir, deja un rastro en los alrededores. Por lo tanto, un refrigerador doméstico concuerda por completo con el enunciado de Clausius de la segunda ley.