2a Ley de la termodinámica

"El calor pasa en forma natural de una región a alta temperatura, a una región, a baja temperatura. Por sí mismo, el calor no pasará de un cuerpo frió a uno caliente"

El calor es impulsado por un gradiente de temperatura; si no hay gradiente, no hay calor. De acuerdo con el trabajo de Carnot, vemos que una máquina térmica cíclica debe funcionar entre recipientes de alta y baja temperatura. Si ambas temperaturas son iguales, su eficiencia es cero y no entra calor en la máquina, a través de la cual debe de haber un gradiente.

La máquina absorbe una cantidad de calor, Qc, del depósito caliente, realiza el trabajo W, y después cede el calor Qf, al depósito frío. puesto que la sustancia de trabajo pasa por un ciclo, su energía inicial y final es la misma, por lo que ΔU=0. Por consiguiente, con base en la primera ley de la termodinámica vemos que el trabajo neto, W, que una máquina térmica realiza es igual al calor neto que fluye hacia ella

W=Qc-Qf

Si la sustancia de trabajo es un gas, el trabajo neto realizado en un proceso cíclico es el área encerrada por la curva que representa el proceso de un diagrama PV. La eficiencia térmica,e, de una máquina térmica es el cociente del trabajo neto realizado entre el calor absorbido a la temperatura más alta durante un ciclo.

e=W/Qc=(Qc-Qf)/Qc=1-Qf/Qc