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Una ciclista es una máquina: ella requiere de combustible y oxígeno para quemarlo, y el resultado es el trabajo que la conduce hacia adelante mientras que su exceso de energía inútil se expulsa por medio de la evaporación del sudor.
Leyes de la termodinámica Según la primera ley de la termodinámica, la energía interna de un sistema puede ser aumentada agregando energía al sistema o realizando trabajo sobre él. Esto significa que la energía interna de un sistema, que es simplemente la suma de las energías cinética y potencial moleculares, puede cambiar como resultado de dos tipos diferentes de transferencia de energía a través de la frontera del sistema. Aunque la primera ley impone la conservación de la energía para la energía agregada por el calor y el trabajo realizado sobre un sistema, no predice cuál de los posibles procesos que respetan la conservación de energía ocurre realmente en la naturaleza. La segunda ley de la termodinámica, limita a la primera ley, ya que establece cuáles de los procesos permitidos por la primera ley ocurren realmente. Por ejemplo, la segunda ley nos dice que la energía por calor nunca fluye espontáneamente de un objeto frío a uno caliente. Una importante aplicación de esta ley está en el estudio de los motores térmicos (tales como el motor de combustión interna) y de los principios que limitan su eficiencia.
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12.1 Trabajo en procesos termodinámicos 12.2 Primera ley de la termodinámica 12.3 Procesos térmicos 12.4 Máquinas térmicas y la segunda ley de la termodinámica 12.5 Entropía 12.6 Metabolismo humano
12.1 Trabajo en procesos termodinámicos La energía se puede transferir a un sistema por calor y por trabajo realizado sobre el sistema. En la mayoría de los casos tratados aquí, el sistema es un volumen de gas, lo que nos ayudará a entender el funcionamiento de los motores. Se supondrá que todos los sistemas de gas están en equilibrio termodinámico, de modo que cada parte del gas esté a la misma presión y temperatura. Si no fuera así, la ley de los gases ideales no se aplicaría y la mayor parte de los resultados aquí presentados no serían válidos. Considere un gas en equilibrio contenido en un cilindro equipado en su interior con un pistón móvil (figura activa 12.1a, página 306). El gas ocupa un volumen V y ejerce una presión uniforme P sobre las paredes
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