38153432
Description
Mind Map by Axel Castellanos, updated more than 1 year ago
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Created by Axel Castellanos
about 2 years ago
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Entropía
- La entropía es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la
parte de la energía por unidad de temperatura que no puede utilizarse para
producir trabajo
- PLANTEAMIENTO MATEMATICO DE
LA SEGUNDA LEY
- Considere dos depósitos de calor, uno a la temperatura TH y otro a una
temperatura menor Tc. Sea |Q| la cantidad de calor transferido desde el depósito
más caliente al más frío.
- ΔS'H = -|Q|/TH
- ΔS'c = |Q|/Tc
- Así, se encuentra el mismo resultado tanto para un proceso adiabático como para la
transferencia de calor directa: ΔStotal es siempre positivo, aproximándose a cero como límite
cuando el proceso se vuelve reversible. Es posible demostrar esta misma conclusión para
cualquier proceso que suceda, lo que conduce a la ecuación general:
- ΔStotal ≥ 0
- Este enunciado matemático de la segunda ley afirma que cualquier proceso sigue su curso en
una dirección tal, que el cambio en la entropía total asociado con él es positivo; el valor límite
de cero se alcanza únicamente para un proceso reversible. No es posible un proceso para el
que la entropía total disminuya.
- Este enunciado matemático de la segunda ley afirma que cualquier proceso sigue su curso en
una dirección tal, que el cambio en la entropía total asociado con él es positivo; el valor límite
de cero se alcanza únicamente para un proceso reversible. No es posible un proceso para el
que la entropía total disminuya.
- ΔStotal ≥ 0
- ΔS'H = -|Q|/TH
- Considere dos depósitos de calor, uno a la temperatura TH y otro a una
temperatura menor Tc. Sea |Q| la cantidad de calor transferido desde el depósito
más caliente al más frío.
- PLANTEAMIENTO MATEMATICO DE
LA SEGUNDA LEY
- ANTECEDENTES HISTORICOS DE
LA ENTROPIA
- El concepto de entropía desarrollado en respuesta a la observación de que una cierta
cantidad de energía liberada de funcionales reacciones de combustión. Siempre se
pierde debido a la disipación o la fricción y por lo tanto no se transforma en trabajo
útil.
- En la década de 1850, Rudolf Clausius estableció el concepto de sistema termodinámico y postula
la tesis de que en cualquier proceso irreversible una pequeña cantidad de energía térmica δQ se
disipa gradualmente a través de la frontera del sistema. Clausius siguió desarrollando sus ideas
de la energía perdida, y acuñó el término "entropía".
- Una de las teorías termodinámicas estadísticas (Teoría de Maxwell-Boltzmann) establece la
siguiente relación entre la entropía y la probabilidad termodinámica:
- S = K in Ω
- S = K in Ω
- Una de las teorías termodinámicas estadísticas (Teoría de Maxwell-Boltzmann) establece la
siguiente relación entre la entropía y la probabilidad termodinámica:
- En la década de 1850, Rudolf Clausius estableció el concepto de sistema termodinámico y postula
la tesis de que en cualquier proceso irreversible una pequeña cantidad de energía térmica δQ se
disipa gradualmente a través de la frontera del sistema. Clausius siguió desarrollando sus ideas
de la energía perdida, y acuñó el término "entropía".
- El concepto de entropía desarrollado en respuesta a la observación de que una cierta
cantidad de energía liberada de funcionales reacciones de combustión. Siempre se
pierde debido a la disipación o la fricción y por lo tanto no se transforma en trabajo
útil.
- CICLO DE CARNOT
- . Se trata de un dispositivo ideal que consta solamente de algunos procesos de tipo
reversible. Esto significa que una vez estos procesos han tenido lugar se puede volver a
retomar el estado inicial. Este tipo de motor es considerado en física como un motor
ideal y se emplea para poder planificar el resto de motores.
- En que consiste el Ciclo de Carnot
- Este ciclo ocurre dentro de un sistema que se llama motor de Carnot. En este motor existe un gas ideal
que está encerrado en un cilindro y que está provisto de un pistón. El pistón está en contacto con varias
fuentes que están a distintas temperaturas.
- Etapas del ciclo de Carnot
- La primera etapa del ciclo de Carnot se basa en una
expansión isotérmica. En esta etapa el sistema absorbe calor
del depósito térmico 1 y sufre una expansión isotérmica
- En la segunda etapa tenemos una expansión adiabática. Adiabática
quiere decir que el sistema no gana ni pierde calor. Esto se
consigue poniendo el gas en aislamiento calórico como se ha
indicado antes.
- Por último, en la última etapa del ciclo de Carnot tenemos una
compresión adiabática. Aquí pasamos nuevamente a una etapa
de aislamiento térmico por el sistema.
- En la tercera etapa tenemos una compresión isotérmica.
Aquí retiramos el aislamiento y el sistema entra en
contacto con el depósito térmico número 2, que estará a
una temperatura menor.
- La primera etapa del ciclo de Carnot se basa en una
expansión isotérmica. En esta etapa el sistema absorbe calor
del depósito térmico 1 y sufre una expansión isotérmica
- Etapas del ciclo de Carnot
- Este ciclo ocurre dentro de un sistema que se llama motor de Carnot. En este motor existe un gas ideal
que está encerrado en un cilindro y que está provisto de un pistón. El pistón está en contacto con varias
fuentes que están a distintas temperaturas.
- En que consiste el Ciclo de Carnot
- . Se trata de un dispositivo ideal que consta solamente de algunos procesos de tipo
reversible. Esto significa que una vez estos procesos han tenido lugar se puede volver a
retomar el estado inicial. Este tipo de motor es considerado en física como un motor
ideal y se emplea para poder planificar el resto de motores.
- CAMBIOS DE ENTROPIA DE UN
GAS IDEAL
- Muchas aplicaciones en la ingeniería involucran flujo de gases
(como aire). Enseguida examinamos las relaciones de la
entropía para el comportamiento de un gas ideal.
- du = Tds - Pdv
- Para un gas ideal, sabemos que du = cvdT tal que podemos describir
- Tds= cvdT + Pdv
- ds = cv(dT/T) + (P/T)dv
- Utilizando la ecuación de estado para un gas ideal (Pv = RT) podemos escribir el
cambio de entropía como una expresión con sólo diferenciales exactas
- ds = cv(dT/T) + R(dv/v)
- ds = cv(dT/T) + R(dv/v)
- Tds= cvdT + Pdv
- Para un gas ideal, sabemos que du = cvdT tal que podemos describir
- du = Tds - Pdv
- Muchas aplicaciones en la ingeniería involucran flujo de gases
(como aire). Enseguida examinamos las relaciones de la
entropía para el comportamiento de un gas ideal.
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