Cualidades de un ciclo de motor

OTROS ENUNCIADOS DEL SEGUNDO PRINCIPIO

El segundo principio nos permite discernir que procesos disicos son posibles en la naturaleza y cuales no. Los siguientes resultados son completamente equivalentes  al segundo principio y se podrían elegir como enunciados alternativos. 1)Enunciado de Clausius: no existe ningún proceso físico posible cuyo único efecto sea pasar calor de un foco de temperatura menor a otro de temperatura mayor. Supongamos que tenemos dos focos T y T’. El cambio de entropía cuando una cierta cantidad Q de calor es cedida por el foco de temperatura T y absorbida por el foco de temperatura T’ sera: Delta S universo=Delta S foco T+Delta S foco T’=-Q/T+Q/T’ y como la entropía de un sistema aislado siempre aumenta tenemos que debe ser mayor que 0 y por tanto T’<T. 2)Enunciado de kelvin-Planck: no existe ningún proceso físico posible cuyo único resultado sea la conversión de la energía térmica d un foco en trabajo. Supongamos q podemos extraer una ciert cantidad de energía térmica Q>0 de un foco a temperatura T y convertirlo íntegramente en trabajo mecánico sin ningún otro efecto. El cambio de entropía total en el proceso será: Delta S universo=Delta S foco T=Q absorvido/T=-Q/T>0, que es incompatible con el segundo principio de la termodinámica. 

MOTORES TÉRMICOS Y REFRIGERADORES

Un motor térmico es un dispositivo que aprovecha la energía térmica de un foco convirtiéndola en trabajo. Kevin-planck indica que no es posible aprovechar toda la energía térmica de un foco convirtiéndola en trabajo.  para poder realizar esto se necesitan al menos dos focos. Al cabo de un ciclo completo, el motor se vuelve a encontrar en el mismo estado de equilibrio en el que empezó. Aplicando el primer principio de la termodinámica obtenemos W=Q-Q' sin embargo los focos han perdido o ganado energía térmica sin embargo los focos han perdido o ganado energía térmica y por lo tanto han cambiado de Estado. El rendimiento de un motor térmico es el rendimiento de un motor técnico es el cociente en el trabajo y el calor absorbido en un ciclo n=W/Q.  el rendimiento de un motor térmico es siempre menor que 1. El cambio de entropía de los focos por tanto será: ∆Sfoco T + ∆Sfoco T'= -Q/T +Q'/T'

Se llama motor de Carnot a un sistema térmico en el que el sistema recorre un ciclo de Carnot. Al ser un motor reversible su rendimiento máximo e igual será n=1-T'/T.  si el sistema hace el ciclo en sentido contrario funcionará como refrigerador en el que se extrae calor del poco más frío calentando al poco caliente. Esto no viola el segundo principio de la termodinámica ya que se ha realizado trabajo sobre el sistema.