Segunda Ley de la termodinámica

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La segunda ley de la termodinámica surge como una respuesta al vacío e incomprensión que deja la primera ley con respecto a lo sistemas irreversible los cuales son prácticamente ignorados, con la segunda ley aparece un nuevo término llamado eficiencia y rendimiento térmico, estos dos términos son muy importante para la industria por que permiten determinar cual es el rendimiento de una máquina térmica ya sea un refrigerador o una bomba de calor obteniendo así información acerca del proceso termodinámico y por ende la modificación o el diseño de un refrigerador o bomba de calor óptimo.

Una bomba de calor es similar a un refrigerador la única diferencia es el propósito de la maquina térmica mientras que en un refrigerador se quiere que haya una transferencia de calor del entorno a la maquina térmica logrando así bajar la temperatura del entorno, en la bomba la transferencia sucede desde la máquina térmica al entorno buscando así el calentamiento del ambiente.

Funcionamiento de las máquinas térmicas
Una Máquina Térmica se puede definir como un dispositivo que funciona en un ciclo termodinámico y que realiza cierta cantidad de trabajo neto positivo a través de la transferencia de calor desde un cuerpo a temperatura elevada y hacia un cuerpo a baja temperatura. El mejor ejemplo de estas máquinas térmicas son los refrigeradores y bombas de calor que tienen como fin enfriar o calentar un entorno.

Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina

Un motor térmico es una máquina térmica que transforma calor en trabajo mecánico[1]​ por medio del aprovechamiento del gradiente de temperatura entre una fuente de calor (foco caliente) y un sumidero de calor (foco frío). El calor se transfiere de la fuente al sumidero y, durante este proceso, algo del calor se convierte en trabajo por medio del aprovechamiento de las propiedades de un fluido de trabajo, usualmente un gas o el vapor de un líquido.
El calor requerido para el buen funcionamiento de una máquina térmica procede de la energía química liberada en una combustión, siendo absorbido por un fluido motor que pone en movimiento una serie de piezas mecánicas.

Eficiencia
La eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica, la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta es el calor de la fuente de alta temperatura ( costo del combustible) la eficiencia térmica se define como:

ðTérmica = W (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - Ql
                Qh (Energía que cuesta) Qh Qh 

El rendimiento o eficiencia térmica es la relación entre el trabajo realizado y el calor suministrado a la máquina en cada ciclo. Su expresión viene dada por:

Donde:
η : Rendimiento o eficiencia térmica. Representa la parte de calor que la máquina aprovecha para realizar trabajo. Su valor se establece en tanto por uno ( η = 1 significa rendimiento del 100% )
W : Trabajo realizado por la máquina. Su unidad de medida en el sistema internacional es el julio ( J )
Q1 , Q2 : Calor. Representa el flujo de calor transferido entre la fuente y la máquina y la máquina y el sumidero respectivamente. Su unidad de medida en el sistema Internacional es el julio ( J ), aunque también se usa la caloría ( cal ). 1 cal = 4.184 jul

La eficiencia de un refrigerador se expresa en términos del coeficiente de rendimiento, que se identifica con el símbolo ðð En un refrigerador, la energía que se busca es el calor que se transfiere desde el espacio refrigerado. La energía que cuesta es el trabajo, así el coeficiente de rendimiento, ð, es:

ð = Ql (Energía que se busca) = Ql = 1 
         W ( Energía que cuesta) Qh - Ql Qh/Ql - 1  
          
En una bomba de calor el objetivo es el calor que se transfiere desde el refrigerante al cuerpo de alta temperatura, que es el espacio que se quiere calentar el coeficiente de rendimiento es:

ð = Ql (Energía que se busca) = Qh = 1 
         W ( Energía que cuesta) Qh - Ql 1- Ql/Qh 

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