Termodinámica. Técnica 2

Clausius parte de los estudios de Carnot y con sus investigaciones sobre la naturaleza del calor entre 1850 y 1865, ayuda a establecer la nueva ciencia de la Termodinámica. Del análisis de sus publicaciones se puede inferir que desde el inicio acepta principios básicos planteados por Carnot: la conservación de la energía en las máquinas térmicas (la variación de energía interna debe ser igual a la suma de los intercambios de calor y trabajo), la aceptación de que el calor fluye de manera espontánea desde el foco caliente al frío y nunca al revés, y la idea de que parte del calor absorbido por una máquina térmica debe ser desalojado en parte en el foco frio. Los estudios realizados por Clausius le llevaron a observar que en las máquinas térmicas reversibles la relación entre el calor tomado y el calor cedido era igual a la relación entre las temperaturas absolutas de los focos caliente y frio. Clausius tardó 15 años en darle una formulación matemática

El ingeniero e inventor mecánico James Watt, nació en Greenock, Escocia el 19 de enero de 1736. Su padre era tesorero y magistrado del pueblo, además de comerciante, armador y constructor de casas. El joven James comenzó a estudiar matemáticas a los catorce años, sin mostrar cualidades extraordinarias, pero adquirió gran habilidad en el taller mecánico de su padre, tanto en herramientas, como en instrumentos de navegación. A los 17 años quería ser fabricante de instrumentos matemáticos para lo que se trasladó a Glasgow a trabajar con un especialista y en 1755 a Londres, donde estudió por espacio de dos años. En el taller londinense de Morgan de Cornhill se perfeccionó en el trabajo de materiales y artificios del instrumental. En 1757 instaló en la Universidad de Glasgow un taller para la fabricación, reparación y venta de instrumentos matemáticos. Además de arreglarlos, Watt llevó a cabo una serie de estudios teórico-prácticos sobre el vapor y su comportamiento en las ru

El primer principio es una ley de conservación de la energía y, a su vez, una definición precisa del calor. Afirma que, como la energía no puede crearse ni destruirse (dejando a un lado las posteriores ramificaciones de la equivalencia entre masa y energía) la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna (U) del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí. Q + L = U (1)   ó más precisamente: ΔQ + ΔL = ΔU (2) Cuando un sistema se pone en contacto con otro de menor nivel energético que él, tiene lugar un proceso de igualación de los niveles energéticos de ambos. El primer principio de la termodinámica identifica el calor, como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse. Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades ll

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. El proceso inverso, el calentamiento del trozo caliente y el enfriamiento del trozo frío es muy improbable que se presente, a pesar de conservar la energía. El universo tiende a distribuir la energía uniformemente; es decir, a maximizar la entropía. La función termodinámica entropía es central para la segunda Ley de la Termodinámica. La entropía puede interpretarse como una medida de la distribución aleatoria de un sistema. Se dice que un sistema altamente distribuido al azar tiene alta entropía.   Un sistema en una condición improbable tendrá una tendencia natural a reorganizarse a una condición más probable (similar a una distribución al azar), reorganización que dará como resultado un aumento de la entropía . La entropía alcanzará un máximo cuando e