Leyes de la termodinámica


Las leyes de la termodinámica definen un grupo de cantidades físicas, como la temperatura , la energía y la entropía , que caracterizan los sistemas termodinámicos en equilibrio termodinámico . Las leyes también utilizan varios parámetros para los procesos termodinámicos , como el trabajo termodinámico y el calor , y establecen relaciones entre ellos. Afirman hechos empíricos que forman una base para excluir la posibilidad de ciertos fenómenos, como el movimiento perpetuo . Además de su uso en termodinámica , son fundamentalesleyes de la física en general, y son aplicables en otras ciencias naturales .

Tradicionalmente, la termodinámica ha reconocido tres leyes fundamentales, nombradas simplemente por una identificación ordinal, la primera ley, la segunda ley y la tercera ley. [1] [2] [3] Una declaración más fundamental fue etiquetada más tarde como la ley cero, después de que se establecieron las tres primeras leyes.

La ley cero de la termodinámica define el equilibrio térmico y forma una base para la definición de temperatura: si dos sistemas están en equilibrio térmico cada uno con un tercer sistema, entonces están en equilibrio térmico entre sí.

La primera ley de la termodinámica establece que, cuando la energía entra o sale de un sistema (como trabajo , calor o materia ), la energía interna del sistema cambia de acuerdo con la ley de conservación de la energía .

La segunda ley de la termodinámica establece que en un proceso termodinámico natural , la suma de las entropías de los sistemas termodinámicos que interactúan nunca disminuye. Otra forma del enunciado es que el calor no pasa espontáneamente de un cuerpo más frío a un cuerpo más caliente.

La tercera ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema se acerca a un valor constante cuando la temperatura se acerca al cero absoluto . Con la excepción de los sólidos no cristalinos ( vidrios ), la entropía de un sistema en el cero absoluto suele ser cercana a cero. [2]


a) Configuración única posible para un sistema en el cero absoluto, es decir, solo se puede acceder a un microestado. b) A temperaturas superiores al cero absoluto, se puede acceder a múltiples microestados debido a la vibración atómica (exagerada en la figura)