Leyes de la termodinámica

Cuatro principios

La ley cero dice que si A y B están en equilibrio térmico con C, también lo están entre sí; así se define la temperatura. La primera ley es la conservación de la energía: ΔU = Q − W, donde Q es el calor que recibe el sistema y W el trabajo que realiza. La segunda establece que el calor no pasa espontáneamente de un cuerpo frío a uno caliente y que ninguna máquina convierte todo el calor en trabajo. La tercera afirma que el cero absoluto no puede alcanzarse en un número finito de pasos.

Ejemplo. Un gas recibe 500 J de calor y realiza 200 J de trabajo al expandirse: ΔU = 500 − 200 = 300 J. Una máquina térmica que opera entre 500 K y 300 K puede tener un rendimiento máximo de 1 − 300 ÷ 500 = 0.40, es decir, 40 %. Ninguna máquina real lo alcanza.

Error típico. Atribuir a la primera ley lo que corresponde a la segunda. La primera solo cuenta la energía; no dice en qué sentido ocurre un proceso. Que un café caliente se enfríe y no se caliente solo es asunto de la segunda ley.