Teorema de Clausius

El teorema de Clausius (1855) establece que un sistema que intercambia calor con depósitos externos y experimenta un proceso cíclico, es uno que finalmente devuelve un sistema a su estado original,

${\displaystyle \oint {\frac {\delta Q}{T_{surr}}}\leq 0,}$

donde ${\displaystyle \delta Q}$es la cantidad infinitesimal de calor absorbido por el sistema desde el depósito y ${\displaystyle T_{surr}}$es la temperatura del reservorio externo (entorno) en un instante particular en el tiempo. En el caso especial de un proceso reversible, la igualdad se mantiene.^[1]​ El caso reversible se utiliza para introducir la función de estado de entropía. Esto se debe a que en un proceso cíclico la variación de una función de estado es cero. En otras palabras, la declaración de Clausius afirma que es imposible construir un dispositivo cuyo único efecto sea la transferencia de calor de un depósito fresco a un depósito caliente.^[2]​ De manera equivalente, el calor fluye espontáneamente de un cuerpo caliente a uno más frío, no al revés.^[3]​ La "desigualdad generalizada de Clausius" ^[4]​

${\displaystyle dS>{\frac {\delta Q}{T_{surr}}}}$

para un cambio infinitesimal en la entropía S se aplica no solo a los procesos cíclicos, sino a cualquier proceso que ocurra en un sistema cerrado.

1. ↑ Teorema de clausio [1] en Wolfram Research
2. ↑ Finn, Colin BP Física Térmica . 2ª ed., CRC Press, 1993.
3. ↑ Giancoli, Douglas C. Física: Principios con Aplicaciones . 6ª ed., Pearson / Prentice Hall, 2005.
4. ↑ Mortimer, RG Química Física . 3ª ed., P. 120, Academic Press, 2008.