química Sin Límites

Las Tres Leyes de la termodinámica

las leyes de la termodinámica definen cantidades físicas fundamentales (temperatura, energía y entropía) que caracterizan los sistemas termodinámicos.

sistema o entorno

para evitar confusiones, los científicos discuten los valores termodinámicos en referencia a un sistema y su entorno. Todo lo que no es parte del sistema constituye su entorno. El sistema y el entorno están separados por un límite. Por ejemplo, si el sistema es un mol de un gas en un contenedor, entonces el límite es simplemente la pared interna del contenedor en sí. Todo lo que está fuera del límite se considera el entorno, lo que incluiría el contenedor en sí.,

el límite debe estar claramente definido, por lo que uno puede decir claramente si una parte dada del mundo está en el sistema o en el entorno. Si la materia no es capaz de pasar a través del límite, entonces se dice que el sistema está cerrado; de lo contrario, está abierto. Un sistema cerrado todavía puede intercambiar energía con el entorno a menos que el sistema sea aislado, en cuyo caso ni la materia ni la energía pueden pasar a través del límite.,

Un sistema termodinámico: un diagrama de un sistema termodinámico

la primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica, también conocida como Ley de Conservación de la energía, establece que la energía no puede ser creada ni destruida; la energía solo puede ser transferida o cambiada de una forma a otra. Por ejemplo, encender una luz parecería producir energía; sin embargo, es la energía eléctrica la que se convierte.,

una forma de expresar la primera ley de la termodinámica es que cualquier cambio en la energía interna (E E) de un sistema está dado por la suma del calor (q) que fluye a través de sus límites y el trabajo (w) realizado en el sistema por el entorno:

\Delta \text{E} = \text{q} + \text{w}

Esta ley dice que hay dos tipos de procesos, calor y trabajo, que pueden conducir a un cambio en la energía interna de un sistema., Dado que tanto el calor como el trabajo pueden medirse y cuantificarse, esto es lo mismo que decir que cualquier cambio en la energía de un sistema debe resultar en un cambio correspondiente en la energía de los alrededores fuera del sistema. En otras palabras, la energía no puede ser creada o destruida. Si el calor fluye en un sistema o los alrededores funcionan en él, la energía interna aumenta y el signo de q Y w son positivos. Por el contrario, el flujo de calor fuera del sistema o el trabajo realizado por el sistema (en los alrededores) será a expensas de la energía interna, y q Y w por lo tanto serán negativos.,

La Segunda Ley de la Termodinámica

La segunda ley de la termodinámica dice que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta. Los sistemas aislados evolucionan espontáneamente hacia el equilibrio térmico – el estado de máxima entropía del sistema. En pocas palabras: la entropía del universo (el último sistema aislado) solo aumenta y nunca disminuye.

una forma sencilla de pensar en la segunda ley de la termodinámica es que una habitación, si no se limpia y se ordena, invariablemente se volverá más desordenada y desordenada con el tiempo, independientemente de lo cuidadoso que uno sea para mantenerla limpia., Cuando se limpia la habitación, su entropía disminuye, pero el esfuerzo para limpiarla ha resultado en un aumento de la entropía fuera de la habitación que supera la entropía perdida.

la Tercera Ley de la termodinámica

la tercera ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema se acerca a un valor constante a medida que la temperatura se acerca al cero absoluto. La entropía de un sistema en cero absoluto es típicamente cero, y en todos los casos está determinada solo por el número de diferentes estados fundamentales que tiene., Específicamente, la entropía de una sustancia cristalina pura (orden perfecto) a temperatura cero absoluta es cero. Esta afirmación es cierta si el cristal perfecto tiene solo un estado con energía mínima.