3.10.3 TSM/Máquinas Térmicas, Entropía y la Segunda Ley

Análisis de la eficiencia térmica y la definición estadística/termodinámica de la entropía.
Temas:
Core

• Enunciados de Kelvin-Planck y Clausius de la Segunda Ley
• El ciclo de Carnot y la eficiencia teórica máxima $\eta = 1 - T_c/T_h$
• Desigualdad de Clausius y la definición de entropía $dS \geq dQ/T$
• Fórmula de la entropía de Boltzmann: $S = k_B \ln \Omega$
• Principio de Landauer: costo energético de la computación irreversible y el borrado de bits

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

1. Explicar la Segunda Ley de la Termodinámica y su conexión con la dirección de los procesos espontáneos [Familiarizarse]
2. Calcular la eficiencia térmica máxima de una máquina de calor que opera entre dos temperaturas [Usar]
3. Aplicar el principio de Landauer para analizar el costo termodinámico de las operaciones de cómputo y el borrado de memoria [Evaluar]