Diferencia de CLAUSIUS-2da Ley de la TERMODINÁMICA- EOLIPILA
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 al segundo principio de la Termodinámica (implícito en la idea de que el calor no puede pasar de manera espontánea desde el foco frio al caliente). En 1865 Rudolf Clausius se dio cuenta que la relación Q/T tiene las características de una función de estado ya que en un ciclo reversible su cambio sería nulo. Partiendo de ahí, Clausius demuestra que en una transformación cíclica como la que tiene lugar en una máquina térmica, se debe cumplir:
Si el proceso cíclico tiene todas sus etapas reversibles, esa integral será igual a cero. Sin embargo, si el proceso cíclico es irreversible, esa integral tendrá un valor menor que cero.
Por ello introdujo una nueva magnitud termodinámica que relacionaba el flujo espontáneo de calor con la temperatura a la que se realizaba. A esta nueva función de estado la denominó Entropía
Es imposible ningún dispositivo que, funcionando según un ciclo, su único efecto sea el paso de calor de un cuerpo frío a otro más caliente.
Es decir: es imposible la transmisión de calor de un cuerpo de menos temperatura a otro de más temperatura sin realizar otro efecto en el entorno.
Eolípila
Una eolípila es una máquina constituida por una cámara de aire (generalmente una esfera o un cilindro), con tubos curvos por donde es expulsado el vapor. La fuerza resultante por esta expulsión hace que el mecanismo comience a girar, según la ley de acción-reacción. Normalmente, el agua se calienta en otra cámara, y se une a la anterior mediante tubos por donde pasa el vapor, aunque también puede ser calentada en la misma cámara desde donde se expulsa el vapor.
La eolípila fue inventada en el siglo I por el ingeniero griego Herón de Alejandría. Se considera la primera máquina térmica de la historia. Durante mucho tiempo no fue científicamente estudiada y sirvió solo de juguete o entretenimiento.
Diseño y funcionamiento
La eolípila está formada por dos grandes piezas. La parte inferior es una semiesfera tapada por la parte superior, que actúa como hervidor de agua con una abertura por donde llenarla. Esta semiesfera es levantada del suelo por unas patas, normalmente. Del hervidor salen verticalmente dos tubos conectados a una esfera metálica (la conexión permite la rotación de la esfera). Esta tiene dos tubos de salida respectivos con forma de L, situados a 180° uno del otro.
Se sitúa una fuente de calor debajo el hervidor. Consecuentemente, el agua se calienta y se convierte en vapor. Este busca vías de salida. Asciende por los tubos hasta la esfera, y sale a presión por las salidas con forma de L. A causa de la tercera ley de Newton, conocida como "acción-reacción", la esfera rota sobre su propio eje horizontal paralelo al suelo.
Información sobre la máquina de Herón
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