Diferencia entre la primera y la segunda ley de la termodinámica

Diferencia principal - Primera vs Segunda ley de la termodinámica

La termodinámica es una parte crucial de la física, las ciencias de los materiales, la ingeniería, la química, las ciencias del medio ambiente y varios otros campos. Hay cuatro leyes en la termodinámica; La ley cero de la termodinámica, la primera ley de la termodinámica, la segunda ley de la termodinámica y la tercera ley de la termodinámica. Estas cuatro leyes afirman que todos los procesos termodinámicos los obedecen. La primera y la segunda ley son las leyes más utilizadas en termodinámica.. La primera ley dice que la energía no puede ser creada ni destruida. La primera ley es simplemente otra versión de la ley de conservación de la energía. La segunda ley, por otro lado, afirma que algunos procesos termodinámicos están prohibidos.. Este artículo se centra en las diferencias entre la primera y la segunda ley de la termodinámica..

¿Qué es la primera ley de la termodinámica?

La primera ley de la termodinámica es similar a la ley de conservación de la energía ajustada para los procesos termodinámicos. De acuerdo con la ley de conservación de la energía, la energía total de un sistema aislado es constante. La energía no se puede crear ni destruir, pero se puede transformar de una forma a otra..

La primera ley establece que el aumento en la energía interna de un sistema cerrado es igual al calor suministrado al sistema menos el trabajo realizado por él. Esta declaración también se puede expresar como ΔU = ΔQ- ΔW donde ΔU = el aumento de energía interna, ΔQ = Calor suministrado al sistema, y ​​ΔW = Trabajo realizado por el sistema. (ΔW es negativo si el trabajo se realiza en el sistema.)

La primera ley a veces se expresa como ΔU = ΔQ + ΔW. En esta forma de la primera ley, ΔW debe tomarse como el trabajo realizado en el sistema. ΔW es negativo si el trabajo es realizado por el sistema.

De todos modos, la primera ley no afirma nada sobre las formas de convertir la energía de una forma a otra.

¿Qué es la segunda ley de la termodinámica?

La segunda ley de la termodinámica se puede expresar de varias maneras como se muestra a continuación..

Es imposible construir un motor de calor perfecto o un refrigerador perfecto. Esto implica que no se puede construir un motor térmico o un refrigerador con un 100% de eficiencia energética..

Es imposible convertir el calor completamente en trabajo sin que ocurra algún otro cambio. Esta declaración dice que la energía se desperdicia cada vez que el calor se convierte en trabajo. La cantidad de residuos se puede reducir. Sin embargo, no se puede eliminar..

Es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo. Esta declaración implica que es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo ya que la energía se desperdicia con el tiempo.

El calor puede fluir desde un depósito caliente a un depósito frío, pero no al revés, sin que se produzcan otros cambios. Esta declaración implica que el calor puede transferirse desde un depósito caliente a un depósito frío sin hacer trabajo. Sin embargo, se debe trabajar para transferir el calor de un depósito frío a un depósito caliente.

Ningún motor térmico puede existir, con una eficiencia térmica superior a la de un motor Carnot reversible. Esta declaración implica que la eficiencia térmica de un motor térmico no excede la eficiencia de Carnot. La eficiencia energética térmica máxima posible se denomina eficiencia de Carnot. Este concepto es muy útil en ciencia ya que nos permite calcular la máxima eficiencia térmica alcanzable de un sistema termodinámico dado.

Principio de funcionamiento del motor térmico de Carnot.

Diferencia entre la primera y la segunda ley de la termodinámica

Idea básica:

Primera ley  La primera ley de la termodinámica es unaVersión de la ley de conservación de la energía..

Segunda ley: Segunda ley de los estados de la termodinámica.¿Qué tipos de procesos termodinámicos están prohibidos en la naturaleza?.

Contenido:

Primera ley: La primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede ser creada ni destruida.

Segunda ley: Es imposible construir un motor de calor perfecto o un refrigerador perfecto. Es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo. Es imposible convertir completamente el calor en trabajo. El calor no fluye espontáneamente de un depósito frío a un depósito caliente. La entropía de un sistema aislado nunca disminuye..

Usos:

Primera ley La ecuacion; ΔU = ΔQ + ΔW se puede usar para calcular el valor algebraico de una cantidad si se conocen otras dos cantidades de la ecuación.

Segunda ley: La segunda ley se puede utilizar para calcular la eficiencia térmica máxima alcanzable (eficiencia de Carnot) de un motor térmico dado.

 Imagen de cortesía:

"Carnot heat engine" de Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Trabajo propio basado en imagen: Carnot-engine.png, (Dominio público) a través de Commons Wikimedia