Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Al parecer, como un rasgo cultural nuestro, atrae más la atención la cantidad
que la calidad. Sin embargo, la cantidad sola no muestra una visión completa y
es necesario considerar también la calidad. Es decir, al evaluar algo se debe examinar
desde el punto de vista de la primera ley así como de la segunda, incluso
en áreas no técnicas. A continuación se presentan algunos casos ordinarios y se
muestra su importancia en relación con la segunda ley de la termodinámica.
Considere dos estudiantes, Andy y Wendy. Andy tiene 10 amigos que
nunca se pierden sus fiestas y siempre están presentes en tiempos de diversión;
sin embargo, parecen estar ocupados cuando Andy necesita su ayuda.
Por otro lado, Wendy tiene cinco amigos quienes nunca están demasiado ocupados
para ella, por lo que puede contar con ellos cuando los necesita. Ahora
se tratará de contestar la pregunta, ¿Quién tiene más amigos? Desde el punto
de vista de la primera ley de la termodinámica, que considera sólo la cantidad,
es evidente que Andy tiene más amigos. Pero desde la perspectiva de la
segunda ley, la cual también considera la calidad, no hay duda de que Wendy
es la que tiene más amigos.
Otro ejemplo con el que la mayor parte de la gente puede identificarse es
la multimillonaria industria de las dietas, que se basa sobre todo en la primera
ley de la termodinámica. Sin embargo, si se toma en cuenta que 90 por
ciento de las personas que pierden peso lo recuperan de manera rápida y con
intereses, indica que la primera ley por sí sola no da una visión completa. Las
personas que al parecer comen lo que quieren y cuando lo desean sin ganar
peso son una prueba viviente de que la técnica de contar las calorías (la primera
ley) deja sin contestar muchas preguntas acerca de la dieta. Es evidente
que se requiere más investigación enfocada en los efectos de la segunda ley al
hacer dieta antes de poder comprender por completo el proceso de ganancia y
pérdida de peso.
Es tentador juzgar las cosas con base en su cantidad en vez de su calidad,
ya que evaluar esta última es mucho más difícil que evaluar la primera. Sin
embargo, las evaluaciones hechas basadas solamente en la cantidad (la primera
ley) podrían ser extremadamente inadecuadas y engañosas.
6-11 ■ EL REFRIGERADOR DE CARNOT
Y LA BOMBA DE CALOR
Un refrigerador o una bomba de calor, que opera en el ciclo inverso de Carnot,
se llama refrigerador de Carnot o bomba de calor de Carnot. El coeficiente
de desempeño de cualquier refrigerador o bomba de calor, reversible o
irreversible, se expresa mediante las ecuaciones 6-9 y 6-11 como
COP R
1
Q H >Q L 1
y
1
COP HP
1 Q L >Q H
donde Q L es la cantidad de calor absorbido del medio de baja temperatura
y Q H es la cantidad de calor rechazada hacia el medio de temperatura alta.
Los COP de refrigeradores y bombas de calor reversibles se determinan al
reemplazar las razones de transferencia de calor en las anteriores relaciones
por los cocientes de las temperaturas absolutas de los depósitos de temperatura
alta y baja, como se expresa mediante la ecuación 6-16. Entonces,
las relaciones de COP para refrigeradores y bombas de calor reversibles se
convierten en
1
COP R,rev (6-20)
T H T L 1