Las leyes de la termodinámica, también conocidas como principios de la termodinámica, son fundamentales para comprender cómo el calor puede transformarse en energía y esta puede producir un trabajo o movimiento. Para conocer qué son y cuáles son las leyes de la termodinámica, continúa leyendo; encontrarás ejemplos prácticos y fáciles de entender.
¿Qué son las leyes de la termodinámica?
Los principios de la termodinámica o leyes de la termodinámica, son un conjunto de leyes que permiten conocer cómo se comportan la energía, la temperatura y la entropía bajo determinadas circunstancias. La energía, la temperatura y la entropía son magnitudes o cantidades físicas que caracterizan los sistemas termodinámicos.
Gracias a las leyes de la termodinámica, el hombre puede comprender cómo funciona el universo. De este modo se puede aprovechar mejor la energía, cuidar el entorno y los recursos, y crear máquinas que son de gran utilidad en el diario vivir, tales como calefactores, automóviles y muchos otros.
¿Cuáles son las leyes de la termodinámica?
Las leyes de la termodinámica son cuatro en total, sin embargo, el último principio en establecerse sirve como base para las tres primeras leyes.
Primera ley de la termodinámica
El primer principio de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye sino que esta se transforma o se transfiere de un objeto a otro. Esta ley también se conoce como la ley o principio de conservación de energía. Cuando un sistema recibe calor, el cual es una forma de energía, el calor se transforma en otra forma de energía.
Un claro ejemplo de la primera ley de la termodinámica es como la energía radiante del sol es transformada en energía química por las plantas en sus moléculas orgánicas. Otro ejemplo es el de los focos que proporcionan energía luminosa o radiante gracias a la energía eléctrica. Y así, procesos naturales y creaciones del hombre cumplen el primer principio de la termodinámica.
Segunda ley de la termodinámica
Por su parte, la segunda ley de la termodinámica señala que constantemente la entropía del universo irá incrementándose. Esto se debe a que cuando un sistema en equilibrio pasa a otro sistema en equilibrio, se genera un desorden en el interior de todo el sistema. Y es que el universo busca el equilibrio contantemente y tratará de distribuir uniformemente la energía.
Esto explica cómo la energía, si bien no se destruye sino que se transforma, no siempre es útil o puede ser aprovechada como trabajo. Para comprender la segunda ley de la termodinámica es importante entender la entropía.
Si tenemos un metal caliente y otro metal frío, cada uno pertenece a un sistema diferente. Al juntar ambos metales, el universo buscará el equilibrio, provocando que el metal caliente se enfríe y el metal frío se caliente hasta igualar la temperatura, elevando así la entropía en el universo.
Un ejemplo claro de la segunda ley de la termodinámica es el funcionamiento de un refrigerador. Este necesita energía eléctrica para poder funcionar y generar frío, sin embargo, la energía eléctrica se transforma en calor, lo cual a través de distintos procesos finalmente genera el frío. No obstante, no todo el calor es aprovechado como trabajo sino que una parte se pierde. Es por ello que los refrigeradores expiden calor en la parte externa.
Tercera ley de la termodinámica
En cuanto a la tercera ley de la termodinámica, esta establece que en una cantidad finita de procedimientos físicos no es posible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto (0 grados kelvin). Este principio señala que si una temperatura llegase al cero absoluto, cualquier proceso de un sistema físico se detendría. También se dice que al llegar al cero absoluto, la entropía tendría un valor mínimo y constante.
Para comprender este principio, imaginemos un alimento congelado. Todo objeto o producto contiene moléculas en movimiento que producen energía en forma de calor. Si estos llegasen al cero absoluto, las moléculas dejarían de moverse y no generarían ninguna energía calorífica.
Ley cero de la termodinámica o cuarta ley
Por último, el cuarto principio en ser establecido fue la Ley cero de la termodinámica, llamada así por ser la base fundamental de las tres anteriores leyes. Y es que pese a ser fundamental, no fue formulado hasta después de los otros principios. Gracias a la ley cero es posible definir la temperatura.
