SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

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1 SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
El segundo principio es una condición que cumplen adicionalmente al primero todos los procesos físicos y químicos. Este principio se ha enunciado en varias formas. La original es esta : No es posible construir una máquina cíclica y motriz que solo haga subir un peso y enfriar una fuente única de calor. Clausius enunció el segundo principio de forma parecida : No es posible lograr un proceso en el que el único efecto resultante sea la transmisión de calor desde un sistema frío a otro caliente. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

2 SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
Clausius lo enunció también refieriendose a la imposibilidad de existir una máquina cíclica que produzca exclusivamente el efecto de hacer pasar continuamente calor desde un cuerpo a otro que tenga una temperatura más elevada. Otras formas de enunciarlo se refieren a la imposibilidad de existir un móvil perpetuo de segunda especie. También Clausius lo expresa así : Es imposible construir una máquina que funcione por el sólo hecho de tomar calor de un cuerpo caliente Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

3 SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
Albert L. Lehninger, uno de los padres de la Bioenergética o termodinámica aplicada a los seres vivos, lo define en otra forma más asequible : Los procesos físicos o químicos ocurren en la dirección en que se produce un aumento de la entropía. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

4 Esto significa que cualquier proceso Físico o Químico se realiza en la dirección en que se produce un incremento de la entropía. Esto es, en la dirección en que el sistema se hace más “estable”, más “homogéneo”, más “desordenado”. Veamos un ejemplo MEDIO Transferencia de Energía ( Calor ) MEDIO 80ºC 5ºC MEDIO SISTEMA Tomemos 2 bloques de cobre. Uno caliente y otro frío Juntemos ambos bloques La Transferencia de Energía se hace con aumento del desorden u homogeneización Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

5 DG = DH - TDS = ( DE + PDV ) - TDS
Entropía y Energía libre La variación de Entropía del sistema en las reacciones biológicas, que transcurren a Temperatura y Presión constantes, está en relación con la variación en la energía libre. G = H -TS La Energía libre de Willard Gibbs ( G ) es la diferencia entre la entalpía ( H ) y el producto de la Temperatura ( T ) por la Entropía ( S ). La variación de Energía libre DG será : DG = DH - TDS = ( DE + PDV ) - TDS A Presión y Volumen constantes : DV = 0 PDV = 0 DH = DE + PDV DH = DE Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

6 DE = DG + TDS DG = DH - TDS = DE - TDS
La variación de Energía libre DG : Bajo esta condición de Presión y Volumen constantes en que la variación de entalpía es la variación de Energía interna ( DE ), se cumple DH = DE, y la Energía libre será : DG = DH - TDS = DE - TDS Este caso de Presión y Volumen constantes es el que ocurre en los sistemas biológicos, y podemos decir que el aumento de la Entropía conlleva la disminución de la Energía libre del sistema. se afirma que : DE = DG + TDS Por lo tanto será lo mismo decir que las reacciones ocurren espontaneamente en la dirección en que aumenta la entropía o en la dirección en que disminuye la Energía Libre. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid