¿Cuál es la diferencia entre la primera ley y la segunda ley de la termodinámica?

19 de abril de 2022 Escrito por Madu

Que Diferencia clave entre la primera ley y la segunda ley de la termodinámica es que la primera ley de la termodinámica establece que la energía no se puede crear ni destruir y que la cantidad total de energía en el universo sigue siendo la misma, mientras que la segunda ley de la termodinámica describe la naturaleza de la energía.

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La termodinámica se refiere a la rama de la ciencia física que estudia las relaciones entre el calor y otras formas de energía, como la energía mecánica, eléctrica o química.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Cuál es la primera ley de la termodinámica?
3. ¿Qué es la segunda ley de la termodinámica?
4. Primera ley frente a segunda ley de la termodinámica en forma tabular
5. Resumen - Primera Ley vs. Segunda Ley de la Termodinámica

¿Qué es la primera ley de la termodinámica?

La primera ley de la termodinámica establece que la energía interna de un sistema es la diferencia entre la energía que absorbe de su entorno y el trabajo que el sistema realiza sobre su entorno. Esta es una versión de la ley de conservación de la energía adaptada para procesos termodinámicos. Distingue tres tipos de transferencia de energía: calor, trabajo termodinámico y energía interna.

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Podemos enunciar la primera ley de la termodinámica sin transferencia de masa de la siguiente manera:

ΔU = Q – W

En esta expresión, ΔU se refiere al cambio en la energía interna de un sistema cerrado, mientras que Q denota la cantidad de energía añadida al sistema como calor, mientras que W es la cantidad de trabajo termodinámico que el sistema realiza sobre el medio ambiente.

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Además, la primera ley de la termodinámica con requisitos de transporte de masa incluye condiciones adicionales; considerando los correspondientes estados de referencia del sistema, dos sistemas separados únicamente por una pared impermeable se combinan en un nuevo sistema mediante el proceso termodinámico de eliminación de esta pared, lo que conduce a la siguiente expresión:

U0 = U1 + U2

Donde U0 es la energía interna del sistema combinado, U1 y U2 son las energías internas de los sistemas correspondientes.

¿Qué es la segunda ley de la termodinámica?

La segunda ley de la termodinámica establece que el calor no puede fluir espontáneamente de un lugar más frío a un lugar más cálido. Es la ley física de la termodinámica que describe el calor y las pérdidas durante la conversión. La forma más sencilla de enunciar la segunda ley de la termodinámica es: "No toda la energía térmica se puede convertir en trabajo".

Según las otras versiones de esta ley, el concepto de entropía se establece como una propiedad física de un sistema termodinámico. Podemos enunciar la segunda ley de la termodinámica observando que "la entropía de los sistemas aislados que se dejan a la evolución espontánea no puede disminuir porque siempre llegan a un estado de equilibrio termodinámico (esto ocurre cuando la entropía es la energía interna más alta).

¿Cuál es la diferencia entre la primera ley y la segunda ley de la termodinámica?

La termodinámica se refiere a la rama de la ciencia física que estudia las relaciones entre el calor y otras formas de energía, como la energía mecánica, eléctrica o química. La principal diferencia entre la primera ley de la termodinámica y la segunda ley de la termodinámica es que la primera ley de la termodinámica establece que la energía no se puede crear ni destruir y que la cantidad total de energía en el universo sigue siendo la misma, mientras que la segunda ley de la termodinámica describe el calor no puede fluir espontáneamente de un lugar más frío a un área más cálida.

La siguiente infografía muestra las diferencias entre la primera y la segunda ley de la termodinámica en forma tabular para una comparación directa..

Resumen - Primera Ley vs. Segunda Ley de la Termodinámica

La primera ley de la termodinámica establece que la energía interna de un sistema es la diferencia entre la energía que absorbe de su entorno y el trabajo que el sistema realiza sobre su entorno. La segunda ley de la termodinámica establece que el calor no puede fluir espontáneamente de un lugar más frío a un lugar más cálido. Entonces, esta es la principal diferencia entre la primera y la segunda ley de la termodinámica.

Relación:

1. "Segunda Ley de la Termodinámica". NASA.

Imagen de cortesía:

1. "Flujo de calor de caliente a frío" Por BlyumJ - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia