Las Leyes De La Termodinamica.

La ley cero de la termodinámica nos dice que si dos o más cuerpos se encuentran a diferente temperatura y son puestos en contacto, pasado cierto tiempo, alcanzarán la misma temperatura, por lo que estarán térmicamente equilibrados.

Esta ley de la termodinámica ha sido utilizada en dispositivos como el termómetro para medir temperatura.

Con esta ley, podemos demostrar que el universo tuvo un inicio, y no es estático. De lo contrario, si hubiera existido desde siempre y fuera estático, ya el universo y sus componentes internos habrían alcanzado el equilibrio térmico.

Todo estaría a la misma temperatura y estaría más caliente, habría alcanzado el máximo grado de temperatura y no habría lugar para la vida.

La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.

En este caso, el sistema podría ser el agua contenida en un recipiente, y el medio ambiente todo lo que rodea el recipiente, que serian desde la cocina en donde descansa el recipiente con agua hasta el quemador que le suministra calor, en fin, la atmósfera y todo lo que esté fuera del recipiente.

Supongamos que encima de este recipiente colocamos una tapa, únicamente usando su peso. Supongamos además que al recipiente se le suministra calor del quemador de la cocina que lo contiene. A medida que el agua empieza a hervir, la tapa empieza a moverse cada vez más rápidamente. El movimiento de la tapa es entonces el desplazamiento que representa el trabajo realizado por el sistema sobre el medio ambiente. 

Cuando el agua está hirviendo, hace que la tapa del recipiente realice el trabajo. Pero esto lo hace a costa del movimiento molecular, lo que significa que no todo el calor suministrado va a transformarse en trabajo, sino que parte se convierte en incremento de la energía interna, la cual obedece a la energía cinética de traslación, vibración y potencial molecular. 

La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía microscópica de todas las partículas que lo componen. Es decir, que la energía interna es la suma de todas las energías (cinéticas, potencial gravitatoria, potencial elásticas, etc) que poseen las partículas microscópicas que componen el sistema.

El segundo principio de la termodinámica establece que, si bien todo el trabajo mecánico puede transformarse en calor, no todo el calor puede transformarse en trabajo mecánico.

Es una de las leyes más importantes de la física; aún pudiéndose formular de muchas maneras todas llevan a la explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía. Este último concepto, cuando es tratado por otras ramas de la física, sobre todo por la mecánica estadística y la teoría de la información, queda ligado al grado de desorden de la materia y la energía de un sistema. en cualquier proceso cíclico, la entropía aumentará, o permanecerá igual.

La tercera ley de la termodinámica, a veces llamada teorema de Nerst o postulado de Nerst, relaciona la entropía y la temperatura de un sistema físico. La tercera ley de la termodinámica afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. La tercera ley de la termodinámica también se puede definir como que al llegar al cero absoluto (0 grados Kelvin), cuyo valor es igual a -273.15°C. Cualquier proceso de un sistema físico se detiene y que al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.

Alcanzar el cero absoluto de la temperatura también seria una violación a la segunda ley de la termodinámica, puesto que esta expresa que en toda máquina térmica cíclica de calor, durante el proceso, siempre tienen lugar pérdidas de energía calorífica, afectando así su eficiencia, la cual nunca podrá llegar al 100% de su efectividad.