La segunda ley de la termodinámica
La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. La entropía es una medida de desorden o aleatoriedad dentro de un sistema. Esto significa:
* El calor es una forma de energía desordenada. El calor es el movimiento aleatorio de las moléculas, y representa una forma dispersa de energía.
* La energía mecánica es una forma de energía ordenada. La energía mecánica es la energía del movimiento y la posición, y representa una forma de energía más concentrada.
Por qué la conversión completa es imposible
1. Procesos irreversibles: La conversión del calor en el trabajo mecánico implica procesos irreversibles. Estos procesos son inherentemente derrochadores, lo que significa que algo de energía siempre se pierde como calor.
2. Aumento de la entropía: Cada vez que convierte el calor en energía mecánica, aumenta la entropía del sistema. Esto se debe a que parte de la energía mecánica ordenada se pierde como energía térmica desordenada.
Ejemplo:
Imagina una máquina de vapor. La máquina de vapor utiliza la energía térmica del combustible en llamas para crear energía mecánica, lo que gira una turbina. Sin embargo, no toda la energía térmica se convierte en energía mecánica. Parte de esto se pierde como calor al entorno circundante, aumentando la entropía del sistema.
Implicaciones:
Este principio tiene implicaciones significativas para:
* Eficiencia del motor: Ningún motor puede ser 100% eficiente porque algo de energía siempre se pierde como calor.
* refrigeración: Los refrigeradores y los aires acondicionados funcionan moviendo el calor de un área fría a un área caliente, pero este proceso requiere entrada de energía.
* Conservación de energía: Comprender las limitaciones de la conversión de energía de calor a mecánico nos ayuda a comprender la necesidad de un uso y conservación de energía eficientes.
Key Takeaway:
Si bien es posible convertir algo de energía térmica en energía mecánica, es imposible convertirla todo. La segunda ley de la termodinámica dicta que cierta energía siempre se perderá como calor, aumentando la entropía del sistema.
