Enunciado

Enunciado de Planck-Kelvin del Segundo Principio

El texto del enunciado de Kelvin, tal como fuera reformulado por Planck es:

No es posible la operación de un proceso que, funcionando cíclicamente, no haga otra cosa que tomar calor de una sola fuente y convertirlo íntegramente en trabajo mecánico.  

El enunciado de Kelvin-Planck afirma que es imposible construir una máquina que tenga un rendimiento del 100%. Siempre habrá calor de desecho que, en la mayoría de los casos equivale a más de la mitad del calor absorbido.

Es importante señalar que el enunciado de Kelvin-Planck habla de procesos cíclicos.

El enunciado de Clausius del Segundo Principio de la Termodinámica prohíbe la existencia de refrigeradores ideales:

Es imposible un proceso que tenga como único resultado el paso de calor de un foco frío a un foco caliente.

El enunciado de Clausius nos dice que para enfriar algo por debajo de la temperatura ambiente es necesario un trabajo adicional, esto es, que un frigorífico no funciona si no se enchufa.

Proceso reversible

Un proceso es reversible si luego de producido se puede devolver a sus estados originales a todos los sistemas que intervienen en el proceso sin alterar el estado del medio ambiente. Veamos como se aplica esto al caso de un sistema mecanico ideal: tenemos un resorte comprimido en el vacÌo sin rozamiento, y suponemos que se  cumple idealmente la ley de Hooke. Soltando el resorte se inicia una secuencia periodica de movimientos  de expansion y compresion. Luego de cada perÌodo, su posiciÛn es exactamente la misma del comienzo,  así como su energía potencial elastica y su energia cinetica.

Proceso irreversible

En termodinámica, un proceso irreversible se define como un proceso que no se puede revertir, proceso, que no puede devolver tanto el sistema como el entorno a sus condiciones originales.

Durante el proceso irreversible aumenta la entropía del sistema . Hay muchos factores que hacen que un proceso sea irreversible:

-Presencia de fricción y pérdidas de calor. En sistemas termodinámicos reales o en procesos de calor real, no podemos excluir la presencia de fricción mecánica o pérdidas de calor.

-Diferencia de temperatura finita. Los procesos no se realizan infinitamente lento. Por ejemplo, podría haber turbulencia en el gas. Por lo tanto, los motores térmicos deben tener eficiencias más bajas que los límites en su eficiencia debido a la irreversibilidad inherente del ciclo del motor térmico que utilizan.

-Mezcla de dos sustancias diferentes.

Estos factores están presentes en procesos reales e irreversibles y evitan que estos procesos sean reversibles.

Aplicaciones

La aplicabilidad de una segunda ley de la termodinámica se limita a los sistemas que están cerca o en estado de equilibrio.

Existen muchos ejemplos de aparatos que son, en realidad, máquinas térmicas: la máquina de vapor, el motor de un coche, e incluso un refrigerador, que es una máquina térmica funcionando en sentido inverso.