Tercera Ley De La Termodinamica

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA INTEGRANTES: ALFARO ALVARADO ANGULO VILCHEZ CISNEROS TORRES ESPINO ALVA LLASACA MERCADO ROJAS GARCIA RODRIGUEZ GUIRON

Saberes previos 

QUE ES TERMODINAMICA

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QUE ENTENDEMOS POR CERO ABSOLUTO

Contenidos 

HISTORIA

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TERCERA LEY

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CERO ABSOLUTO

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CRIOGENIA

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CAMBIO DE PROPIEDADES

HISTORIA 

La tercera ley fue desarrollada por el químico Walther Nernst durante los años 1906-1912, por lo que se refiere a menudo como el teorema de Nernst o postulado de Nernst.

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En 1912 Nernst estableció la ley así: «Es imposible por cualquier procedimiento alcanzar la isoterma T = 0 en un número finito de pasos»

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Una versión alternativa de la tercera ley según lo establecido por Gilbert N. Lewis y Merle Randall en 1923: 

“Si la entropía de cada elemento en algún estado cristalino (perfecto) se tomara como cero en el cero absoluto de temperatura, cada sustancia tiene una entropía finita y positiva, pero en el cero absoluto de temperatura la entropía puede llegar a ser cero y eso lo convierte en el caso de una sustancia cristalina perfecta”.

TERCERA LEY 

Al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema físico se detiene.

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Al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.

LA EFICIENCIA Y LA MÁXIMA EFICIENCIA 

Las predicciones de la segunda ley son igualmente aplicables a la fricción que toda máquina sufre, interna o externamente, ya sea el motor de un automóvil, una locomotora y los rieles por el que se desplaza, un avión, un cohete, el flujo de vapor en el interior de una tubería, etc.

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Estas pérdidas de energía, también reducen la eficiencia.

Turbinas hidráulicas

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En una turbina siempre va a ver perdidas de potencia, por fricción, etc. Estas pérdidas hacen que el sistema trabaje con una eficiencia menos al 100%, lo cual nos habla la tercera ley de la termodinámica.

Aislantes de tubería de vapor.

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En la figura se puede observar una caldera de vapor sobrecalentado, lo que se requiere idealmente es que no vea pérdidas de calor en las paredes de las tuberías, por ese motivo se implementa aislantes térmicos en todas las tuberías de vapor para que no aparezcan las fugas de calor, típicamente en la realidad se estima que los aislantes de tuberías tienen una eficiencia mayor a 99%.

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Así, la entropía absoluta estándar: SºT será la entropía de un sistema a 1 atm de presión y a la temperatura T, calculada a partir de la tercera Ley de la termodinámica.

CERO ABSOLUTO 

Es la menor temperatura teóricamente posible.

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El cero absoluto corresponde a -273,15 °C, o cero en la escala termodinámica o Kelvin (0 K).

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Los átomos y moléculas de un objeto en el cero absoluto tendrían el menor movimiento posible. No estarían completamente en reposo, pero no podrían perder más energía de movimiento, con lo que no podrían transferir calor a otro objeto.

CRIOGENIA 

Estudio y utilización de materiales a temperaturas muy bajas.

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El término de criogenia se aplica para todas las temperaturas inferiores a -150 °C (123 K).

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Las temperaturas criogénicas se obtienen por la evaporación rápida de líquidos volátiles o por la expansión de gases confinados a presiones de entre 150 a 200 atmósferas.

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La criogenia tiene varios usos, especialmente en el área de la medicina, en donde se le utiliza en cirugías, ya sea para destruir tejidos específicos o evitar hemorragias, bajando la temperatura en la sangre de forma radical, siendo también útil en el tratamiento del cáncer.

CAMBIO DE PROPIEDADES 

A temperaturas criogénicas, muchos materiales se comportan de forma desconocida en condiciones normales. •

El mercurio se solidifica y la goma se hace tan quebradiza como el vidrio.

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El calor específico de los gases y los sólidos disminuye en una forma que confirma las predicciones de la teoría cuántica.

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La resistencia eléctrica de muchos metales y metaloides cae bruscamente hasta cero a temperaturas de unos pocos kélvines.

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Si se introduce una corriente eléctrica en un anillo metálico enfriado hasta hacerlo semiconductor, la corriente sigue circulando por el anillo y puede ser detectada horas después.

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GRA