{"id":30487,"date":"2023-10-23T19:41:29","date_gmt":"2023-10-23T19:41:29","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/?p=30487"},"modified":"2023-10-23T20:01:48","modified_gmt":"2023-10-23T20:01:48","slug":"clase-digital-12-segunda-ley-de-la-termodinamica-i","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-12-segunda-ley-de-la-termodinamica-i\/","title":{"rendered":"Clase digital 12. Segunda ley de la termodin\u00e1mica (I)"},"content":{"rendered":"\n\n\n<div class=\"wp-block-cover is-light\" style=\"min-height:284px;aspect-ratio:unset;\"><span aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-cover__background has-background-dim-40 has-background-dim\"><\/span><img decoding=\"async\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-5441\" alt=\"\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry.jpg\" style=\"object-position:41% 70%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"41% 70%\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"1200\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-5441\" alt=\"\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry.jpg\" style=\"object-position:41% 70%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"41% 70%\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry.jpg 800w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry-200x300.jpg 200w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry-683x1024.jpg 683w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/qswg0kjpqry-768x1152.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/noscript><div class=\"wp-block-cover__inner-container is-layout-flow wp-block-cover-is-layout-flow\">\n<p class=\"has-text-align-center has-base-3-color has-text-color has-large-font-size wp-block-paragraph\"><br>Segunda ley de la termodin\u00e1mica (I)<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"introduccion\">Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Hola! falta muy poco para concluir tu unidad de aprendizaje de F\u00edsica II, en esta treceava clase digital analizaremos la Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica, m\u00e1s espec\u00edficamente el concepto de Entrop\u00eda.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Como se ha comentado anteriormente, la Primera Ley de la Termodin\u00e1mica establece que la energ\u00eda se conserva en cada proceso, pero no establece la direcci\u00f3n en la que el proceso se realiza. Por ejemplo, as\u00ed como se puede mezclar agua fr\u00eda y agua caliente para obtener como resultado agua tibia, tambi\u00e9n deber\u00eda ser posible que el agua tibia se distribuya en agua caliente y agua fr\u00eda, pero esto \u00faltimo nunca ocurre. La Primera Ley de la Termodin\u00e1mica no distingue cu\u00e1l de los dos eventos se puede realizar en forma espont\u00e1nea import\u00e1ndole s\u00f3lo la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda durante el proceso y no la direcci\u00f3n en la que se realiza este fen\u00f3meno.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Para poder resolver este problema, los cient\u00edficos idearon el principio llamado la Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica, el cual determina la direcci\u00f3n en la que ocurren los procesos naturales o espont\u00e1neos y su no reversibilidad. La Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica rige el orden de la secuencia de eventos que ocurren durante un proceso espont\u00e1neo.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"desarrollo-del-tema\">Desarrollo del tema<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"enunciados-equivalentes-de-la-segunda-ley-de-la-termodinamica\">Enunciados equivalentes de la Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Primer Enunciado Equivalente<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El calor no fluye espont\u00e1neamente de un cuerpo fr\u00edo a uno m\u00e1s caliente.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Segundo Enunciado Equivalente<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La energ\u00eda calor\u00edfica no puede ser transformada completamente en trabajo mec\u00e1nico o viceversa.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Tercer Enunciado Equivalente<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es imposible construir una m\u00e1quina de operaci\u00f3n de movimiento perpetuo.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"entropia\">Entrop\u00eda&nbsp;<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La idea de que los fen\u00f3menos f\u00edsicos deben ocurrir en una direcci\u00f3n preferida se asocia con el concepto de entrop\u00eda, el cual manifiesta que un arreglo desordenado es m\u00e1s probable que uno ordenado, si se dejan actuar las leyes de la naturaleza sin interferencia. Es como si la naturaleza buscara alcanzar un estado m\u00e1ximo de equilibrio, de mayor desorden, de mayor estabilidad, de menor energ\u00eda y de entrop\u00eda absoluta.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Al parecer, en la naturaleza existe una direcci\u00f3n preferida para que ocurran los eventos, como si el tiempo fuera una flecha que indica que los sistemas evolucionan naturalmente en una direcci\u00f3n, pero no en otra, por lo que se requiere de una segunda ley para explicar la direcci\u00f3n de la flecha del tiempo.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El concepto de entrop\u00eda nace de la necesidad de cuantificar el segundo principio y nos permite medir la irreversibilidad de los diferentes procesos termodin\u00e1micos. En un sistema aislado, el curso natural de los acontecimientos lleva al sistema a un mayor desorden (entrop\u00eda m\u00e1s alta) de su estado. Esta situaci\u00f3n es apreciable en la siguiente figura.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-1024x683.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5442\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"683\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-1024x683.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5442\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-1024x683.jpeg 1024w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-300x200.jpeg 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-768x512.jpeg 768w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-1536x1024.jpeg 1536w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR-272x182.jpeg 272w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/MUylmqGYY2VzgHwF_awa-Uk1MYgALAkkR.jpeg 1680w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/noscript><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagen 1. El espacio entre los \u00e1rboles en un bosque es al azar. Si se encuentra un bosque donde todos los \u00e1rboles est\u00e1n igualmente espaciados, es muy probable que el bosque haya sido plantado por la mano del hombre.&nbsp;<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Podemos definir a la entrop\u00eda (S), desde el punto de vista macrosc\u00f3pico, como la magnitud termodin\u00e1mica que mide la parte de la energ\u00eda no utilizable para realizar trabajo y que se expresa como el cociente entre el calor absorbido o liberado por el sistema (\u0394Q) y su temperatura media (dada en Kelvin):&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/Captura-de-Pantalla-2022-01-20-a-las-13.02.40.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5443\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"204\" height=\"131\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/Captura-de-Pantalla-2022-01-20-a-las-13.02.40.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5443\" \/><\/noscript><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La entrop\u00eda en los procesos naturales tiende a aumentar o a quedarse igual, de aqu\u00ed que es posible darnos una idea de cu\u00e1n cerca o cu\u00e1n lejos se encuentra un sistema de su estado de equilibrio, dependiendo de si el valor de \u0394S est\u00e1 o no cercano a cero. Si \u0394S = 0, el sistema est\u00e1 en equilibrio, si \u0394S &gt; 0, el sistema tiende hacia un estado de desequilibrio, es decir, hacia un estado de desorden. Esto \u00faltimo aclara el sentido en el que ocurren los eventos naturales o espont\u00e1neos, del orden al desorden. Visto de esta manera, la entrop\u00eda de un sistema se considera entonces como la medida del desorden del sistema.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Otra definici\u00f3n de entrop\u00eda, completamente equivalente, se puede dar a partir de un cuidadoso an\u00e1lisis molecular del sistema. Si un sistema puede llegar al mismo estado (esto es, alcanzar los mismos valores de P, V, T y U) en \u03a9 (omega) formas diferentes (por ejemplo, distintos arreglos de las mol\u00e9culas), entonces la entrop\u00eda de dicho estado es:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/Captura-de-Pantalla-2022-01-20-a-las-13.03.46.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5444\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"119\" height=\"39\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/01\/Captura-de-Pantalla-2022-01-20-a-las-13.03.46.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5444\" \/><\/noscript><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">donde kB es la constante de Boltzmann cuyo valor es 1.38 \u00d7 10<sup>-23<\/sup>&nbsp;J\/K.<a href=\"https:\/\/oa.ugto.mx\/oa\/bachillerato\/uda_fisica_2\/oa-rg-0007670\/#\/lessons\/XLWLBTkDHlDjqe83OZ5ueQWnqS7RSO_R\"><\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"conclusion\">Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">De acuerdo con la segunda ley de la termodin\u00e1mica y el concepto de entrop\u00eda, los estados ordenados son los menos probables; mientras que los estados desordenados son los m\u00e1s probables. Todos los estados f\u00edsicos de la naturaleza tienden al estado m\u00e1s probable y ese siempre es el que tiende a aumentar el desorden.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1La entrop\u00eda del Universo crece en todos los procesos naturales!&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n \u00a1Hola! falta muy poco para concluir tu unidad de aprendizaje de F\u00edsica II, en esta treceava clase digital analizaremos la Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica, m\u00e1s espec\u00edficamente el concepto de Entrop\u00eda.&nbsp; Como se ha comentado anteriormente, la Primera Ley de la Termodin\u00e1mica establece que la energ\u00eda se conserva en cada proceso, pero no establece &#8230; <a title=\"Clase digital 12. Segunda ley de la termodin\u00e1mica (I)\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-12-segunda-ley-de-la-termodinamica-i\/\" aria-label=\"Leer m\u00e1s sobre Clase digital 12. 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