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cambio que nos indique que es imposible? Este fenómeno es netamente del dominio de la
termodinámica. La mecánica no tiene nada que decir al respecto. Es de observarse que
este cambio no viola la ley de la conservación de la energía. Es perfectamente posible
extraer energía en forma de calor de! cuerpo frío para cedérsela al cuerpo de mayor
temperatura. La energía se conserva. Desde el punto de vista termodinámico podría
argumentarse que la ley cero no se cumpliría, puesto que en lugar de igualarse las
temperaturas la diferencia entre ellas se haría más notable: la temperatura menor
disminuiría y la temperatura mayor aumentaría. Sin embargo, este argumento es válido si
los dos gases estuvieran en contacto un tiempo sllficientemente largo para que llegaran,
cada uno por separado, al equilibrio. Separemos los gases antes de que lleguen al equilibrio
térmico y aislémoslos de toda influencia externa. Esperemos que en esta condición lleguen
al estado de equilibrio. Observaremos invariablemente que la temperatura del sistema frío
ha aumentado y la del sistema caliente ha disminuido. ¿Será posible caracterizar,
termodinámicamente, este resultado experimental?
Un tercer ejemplo se presenta en la expansión libre de un gas. Este nos muestra que el
comportamiento natural de un gas es de el de distribuirse uniformemente en todo el
volumen que tenga disponible. Por el contrario, nos sorprendería que el gas, en forma
espontánea, redujera el volumen de la región que está ocupando. Analicemos con detalle la
expansión libre de un gas ideal que ocupa el volumen V, a la temperatura T,. Supongamos
que, aislado de los alrededores, se expande libremente en e! volumen dV. Puesto que el
gas es ideal y perfecto, su temperatwa no varía, dT = O; el cambio en su presión, de
d l e d"' " 1 dI"" d d dP dV dT
acuer O con a 10rma herenCia e a ecuaC'IOn e esta o - + - = -,
P V T
será
dP = -( ~) dV. Puesto que el gas se encuentra aislado de los alrededores, éstos no se
alteran en virtud de la expansión libre.
Por sí mismo, el gas no volverá a tener la presión P y el volumen V, es decir, no se
comprimirá espontáneamente. Sólo mediante una acción externa será posible regresar al
gas a su estado inicial.
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