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Una descripción detallada de las cuatro leyes básicas de la termodinámica: la Ley de la Conservación de la Energía (Primera Ley), la Ley de la Entropía (Segunda Ley), la Ley del Equilibrio Térmico (Tercera Ley o Ley Cero) y el concepto de cero absoluto. Se incluyen ejemplos y referencias a otros recursos para una comprensión más profunda.
Tipo: Resúmenes
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Primera Ley de la Termodinámica El título de esta ley es “Ley de la Conservación de la Energía”, pues dicta que, en cualquier sistema físico aislado de su entorno, la cantidad total de energía será siempre la misma , a pesar de que pueda transformarse de una forma de energía a otras diferentes. O dicho en otras palabras: “La energía no puede crearse ni destruirse, sólo transformarse”. De ese modo, al suministrar una cantidad determinada de calor (Q) a un sistema físico, su cantidad total de energía podrá calcularse hallando la diferencia del incremento de su energía interna (ΔU) más el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores. U) más el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores. O expresado en una fórmula: Q = ΔU + W, o también: ΔU = Q – WU + W, o también: ΔU + W, o también: ΔU = Q – WU = Q – W , lo cual significa que la diferencia entre la energía del sistema y el trabajo efectuado será siempre desprendida del sistema como energía calórica (calor).
Ley “cero” de la Termodinámica La “ley cero” se conoce con ese nombre porque aunque fue la última en postularse, establece preceptos básicos y fundamentales respecto de las otras tres. Pero en realidad su nombre es Ley del Equilibrio Térmico. Este principio dicta que: “Si dos sistemas están en equilibrio térmico de forma independiente con un tercer sistema, deben estar también en equilibrio térmico entre sí”. Es algo que puede expresarse lógicamente del siguiente modo: si A = C y B = C, entonces A= B. Dicho más simplemente, esta ley nos permite establecer el principio de la temperatura , a partir de la comparación de la energía térmica de dos cuerpos distintos: si se encuentran en equilibrio térmico entre sí, entonces tendrán necesariamente la misma temperatura. Y, por ende, si ambos se hallan en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces lo estarán también entre sí. Los ejemplos cotidianos de esta ley son fáciles de hallar. Cuando nos metemos al agua fría o caliente, notaremos la diferencia de temperatura sólo un tiempo , ya que nuestro cuerpo luego entrará en equilibrio térmico con el agua y no notaremos más la diferencia. También ocurre cuando entramos a una habitación calurosa o fría: notaremos la temperatura inicialmente, pero luego dejaremos de percibir la diferencia pues entraremos en equilibrio térmico con ella.