Segunda ley termodinámica

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La segunda ley de la termodinámica, es un complemento de la primera, ya
que esta solo nos habla de la transformación de la energía y su
conservación, pero no nos indica el sentido de la trayectoria que siguen
dichos cambios en el sistema
La segunda ley de la termodinámica, es la ley que nos indica el sentido en
que se llevan a cabo los cambios en un sistema.
Estado 1
P1 =
T1 =
V1 =
U1 =
H1 =
S1 =
Estado 2
P2 =
T2 =
V2 =
U2 =
H2 =
S2 =
PROCESO I
PROCESO II
En la segunda ley se define mediante dos postulados, los cuales son:
a) Postulado o Axioma de KELVIN PLANCK.
b) Postulado de CELSIUS.

a) Postulado o Axioma de KELVIN PLANCK.
Es imposible construir un dispositivo, que opere en un ciclo, cuyo único fin
tenga el convertir calor de un deposito en una cantidad equivalente de
trabajo.
Esto nos indica que en la naturaleza no existe una máquina térmica que
convierta calor al 100 % en trabajo. En otras palabras no existe una máquina
térmica que opera bajo una eficiencia del 100%.
b) Postulado de CELSIUS.
Es imposible construir un dispositivo, que opere en un ciclo, que transfiera
energía calorífica de un cuerpo o deposito de baja temperatura a otro
deposito de alta temperatura, sin que se introduzca trabajo al dispositivo.
La segunda ley introduce una nueva variable para saber el sentido que toman
los cambios de un sistema, la cual es la ENTROPÍA del sistema, la cual nos
indica el tipo de proceso que ocurre.

La entropía del sistema se define como el desorden molecular que ocurre en
el, y nos indica que si esta aumenta, el proceso tiene mayor posibilidad que
ocurra, esto nos lo indica la desigualdad de CLAUSIUS, la cual se define,
como:
T
dQ
dS
Esto nos indica dos posibilidades que:
T
dQ
dS Proceso Irreversible
T
dQ
dS Proceso Reversible
Tomando en base esto, los proceso que llevaremos a cabo serán procesos
reversibles.
T
dQ
dS Proceso Imposible

Proceso Isotérmico T = cte (Tf = To)
T
dQ
dS dWdQ 
V
dV
dW TRn Por lo que
V
dV
dQ TRn
T
V
dV
TRn
dS  V
dV
RndS 
Integrando:
V
dVf
o
V
V
 RndS
f
o
s
s
V
V
ln
o
f
RnS 
Pero:
f
o
o
f
P
P
V
V

P
P
ln
f
o
RnS 
V
dV
dVPdW TRn

Proceso Isobárico P = cte (Pf = Po)
T
dQ
dS dHdQ 
dTCpndH 
T
dTCpn
dS
T
dTCpnf
o
T
T

f
o
s
s
dS
Cp
Cp = cte
Cp = Cp(T)
Gas monoatómico R
2
5
PC
Gas diatómico R
2
7
PC
TDTCTB
R
22 
 A
CP

T
dT
Cpn
T
dTCpn f
o
f
o
T
T
T
T

f
o
s
s
dS
Si el Cp = cte
T
T
lnCpn
o
f
S
Si el Cp = Cp(T)
TDTCTB
R
22 
 A
CP
 TDTCTBR 22 
 ACP
Donde A, B, C y D son constantes de la ecuación del Cp y estos
dependen de la sustancia que se tenga en sistema.









T
dTT
T
dTT
T
dTT
T
dT
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
2T
T
2T
T
T
T
DCBA
dS
f
o
s
s








dTTdTTdT
T
dT
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
3
T
T
T
T
T
T
DCB
A
dS
f
o
s
s
   
















 2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
T
1
T
1
2
TT
2
TT
T
T
lnRn
DC
BAS
  

 

T
dTTDTCTBR
n
f
o
T
T
22
A
dS
f
o
s
s
   
















 2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
T
1
T
1
2
TT
2
TT
T
T
lnn
DC
BAS

Proceso Isocórico V = cte (Vf = Vo)
T
dQ
dS 0dW 
dTCvndU 
T
dTCvn
dS
T
dTCvnf
o
T
T

f
o
s
s
dS
Cv
Cv = cte
Cv = Cv(T)
Gas monoatómico R
2
3
vC
Gas diatómico R
2
5
vC
TD'TC'TB''
R
22 
 A
Cv
dWdQdU 
0
dUdQ 

T
dT
Cvn
T
dTCvn f
o
f
o
T
T
T
T

f
o
s
s
dS
Si el Cv = cte
T
T
lnCvn
o
f
S
Si el Cv = Cv(T)
TD'TC'TB''
R
22 
 A
Cv
 TD'TC'TB''R 22 
 ACv
Donde A’, B’, C’ y D’ son constantes de la ecuación del Cv y estos
dependen de la sustancia que se tenga en sistema.









T
dTT'
T
dTT'
T
dTT'
T
dT'
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
2T
T
2T
T
T
T
DCBA
dS
f
o
s
s








dTT'dTT'dT'
T
dT'
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
3
T
T
T
T
T
T
DCB
A
dS
f
o
s
s
   
















 2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
T
1
T
1
2
'
TT
2
'TT'
T
T
ln'Rn
DCBAS
  

 

T
dTTD'TC'TB''
n
f
o
T
T
22
A
dS
f
o
s
s
   
















 2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
T
1
T
1
2
'
TT
2
'
TT'
T
T
ln'n
DC
BAS

Proceso Adiabático Q = 0
T
dQ
dS 0dQ  0dS 
Sf = So
Por lo tanto
0S  Isoentropico ó isentropico
Proceso Politrópico
T
dQ
dS
De la primera ley de la Termodinámica
dWdQdU 
dWdUdQ 
dTCvdU n dW PdV

  dTCvdTCvdQ PdVnPdVn 
T
PdVdTCvn 
dS
TRV nP 
TR
P
V
n

VT
dVTRn
T
dTCvn
T
V
dVTRn
dTCvn



dS
V
dVRn
T
dTCvn
dS

f
o
V
V
dS
V
dVRn
T
dTCvnf
o
f
o
T
T
s
s
Integrando

V
dV
Rn
T
dT
Cvn
f
o
T
T

f
o
f
o
V
V
s
s
dS
Si el Cv = cte
o
f
o
f
V
V
lnRn
T
T
lnCvn S
Si el Cv = Cv(T)
TD'TC'TB''
R
22 
 A
Cv
 TD'TC'TB''R 22 
 ACv
 


 

T
V
dVTRn
dTTD'TC'TB''Rnf
o
T
T
22
A
dS
f
o
s
s








 f
o
f
o
V
V
s
s
DCBA
dS
V
dV
T
dTT'
T
dTT'
T
dTT'
T
dT'
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
2T
T
2T
T
T
T








 

f
o
f
o
V
V
s
s
DCB
A
dS
V
dV
dTT'dTT'dT'
T
dT'
Rn
f
o
f
o
f
o
f
o
T
T
3
T
T
T
T
T
T
   

















o
f
2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
V
V
ln
T
1
T
1
2
'
TT
2
'
TT'
T
T
ln'Rn
DC
BAS
   
o
f
2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
V
V
lnRn
T
1
T
1
2
'
TT
2
'
TT'
T
T
ln'n 

















DC
BAS


f
o
P
P
dS
P
dPRn
T
dTCpnf
o
f
o
T
T
s
s
P
dP
Rn
T
dT
Cpn
f
o
T
T

f
o
f
o
P
P
s
s
dS
Si el Cp = cte
P
P
lnRn
T
T
lnCpn
o
f
o
f
S
Si el Cp = Cp(T)
TDTCTB
R
22 
 A
CP
 TDTCTBR 22 
 ACP








 f
o
f
o
f
o
f
o
f
o
P
P
T
T
2T
T
2T
T
T
T P
dP
T
dTT
T
dTT
T
dTT
T
dT
Rn
DCBA
dS
f
o
s
s








f
o
f
o
f
o
f
o
f
o
P
P
T
T
3
T
T
T
T
T
T P
dP
dTTdTTdT
T
dT
Rn DCB
A
dS
f
o
s
s
   

















o
f
2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
P
P
ln
T
1
T
1
2
TT
2
TT
T
T
lnRn
DC
BAS
  

 

P
dPRn
T
dTTDTCTB
n
f
o
T
T
22 f
o
f
o
P
P
s
s
A
RdS

   
o
f
2
o
2
f
2
o
2
fof
o
f
P
P
lnRn
T
1
T
1
2
TT
2
TT
T
T
lnn 

















DC
BAS

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