Cuaderno de Actividades: Física I12) 212) 2dadaLey de laLey de laTermodinámica.Termodinámica.EntropíaEntropíaMg. Percy Víc...
Cuaderno de Actividades: Física I12) 212) 2dadaLey de la Termodinámica. EntropíaLey de la Termodinámica. EntropíaLa 1raLey...
Cuaderno de Actividades: Física IDe la 2daley se desprende que, debido a que Qf < Qc, entonces, ε < 1, esto es,no todo el ...
Cuaderno de Actividades: Física ILa eficiencia de la máquina de Carnot es,1 fccTTε ≡ −¿? Como se puede mostrar que la MT i...
Cuaderno de Actividades: Física I12,4) Entropía, SEs la función de estado termodinámico que describe el grado de desorden ...
Cuaderno de Actividades: Física IMg. Percy Víctor Cañote Fajardo11
Cuaderno de Actividades: Física IMg. Percy Víctor Cañote Fajardo11
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Cap 12-2da ley de termodinámica

689 visualizaciones

Publicado el

2da ley de termodinámica

Publicado en: Educación
0 comentarios
1 recomendación
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
689
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
45
Acciones
Compartido
0
Descargas
20
Comentarios
0
Recomendaciones
1
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Cap 12-2da ley de termodinámica

  1. 1. Cuaderno de Actividades: Física I12) 212) 2dadaLey de laLey de laTermodinámica.Termodinámica.EntropíaEntropíaMg. Percy Víctor Cañote Fajardo6
  2. 2. Cuaderno de Actividades: Física I12) 212) 2dadaLey de la Termodinámica. EntropíaLey de la Termodinámica. EntropíaLa 1raLey muestra la conservación de la energía, la equivalencia entre W y Qpara cambiar U, o sea, son indistinguibles, en ese sentido para un observadordentro del sistema. Sin embargo, el conocimiento de W y Q demanda MAS, porejemplo, la 2da Ley de la Termodinámica nos indicará que no será siempreposible convertir todo el Q en W, siendo esto un comportamiento natural denuestro universo. Definiremos la función de estado S, entropía, para describir la2daLey de la Termodinámica.12,1) Máquinas Térmicas y la 2daLey de laTermodinámicaUna máquina térmica, MT, es un dispositivo capaz de convertir energía térmica(calor) en otras formas de energía: Energía eléctrica o mecánica, por ejemplo.Podemos esquematizar una MT de la siguiente forma,Como indica la figura, la MT toma energía del foco caliente, Qc, en un ciclorealiza trabajo W, entregando energía al foco frío Qf, esto es, recibe por ciclo lacantidad de energía Qn ≡ Qc – Qf realizando W.La eficiencia, ε, de la MT se define de la siguiente forma,1c f fc c cQ Q QWQ Q Qε−≡ ≡ ≡ −Mg. Percy Víctor Cañote FajardoTcQc En un ciclo: ∆U ≡ O→ W ≡ Qneto≡ QnW → W ≡ Qc - QfMTQfTf7
  3. 3. Cuaderno de Actividades: Física IDe la 2daley se desprende que, debido a que Qf < Qc, entonces, ε < 1, esto es,no todo el Q se puede transformar en W. Esta es la llamada forma de Kelvin– Planck para la 2daLey.¿? Determine la eficiencia de diversas MT, motor de auto, diesel, OTTO,STIRLING, etc.¿? Que variedad de MT existen.¿? Cuál es el enunciado de R. Clausius de la 2daLey.12,2) Procesos Reversibles e IrreversiblesUn proceso es reversible cuando un sistema termodinámico y los exterioresretornan a sus condiciones iniciales al final del proceso. Un proceso irreversiblees lo contrario, esto es, una vez terminado el proceso el sistema o losexteriores no seguirán en sus condiciones iniciales.En la naturaleza todos los procesos son irreversibles.¿? Porqué la naturaleza permite procesos irreversibles.¿? Conoce algunos procesos aproximadamente reversibles.¿? En las MT los procesos son reversibles o irreversibles.12,3) La máquina de CarnotEs una MT ideal basada en un ciclo reversible ideal de tal forma que sueficiencia delimita la eficiencia de una MT real, trabajando entre los mismosfocos de temperatura,: de la MT de Carnot: de la MT realccε εε εε ε<El ciclo reversible ideal que usa la MT de Carnot se denomina ciclo de Carnoty esta constituido por 2 procesos adiabáticos y 2 isotérmicos, tal como larepresenta el diagrama p-V siguiente,Mg. Percy Víctor Cañote Fajardo8
  4. 4. Cuaderno de Actividades: Física ILa eficiencia de la máquina de Carnot es,1 fccTTε ≡ −¿? Como se puede mostrar que la MT ideal de Carnot corresponde al casoideal de máquina térmica.¿? Porqué los calores son proporcionales a las temperaturas absolutasde los focos.¿? Existen otras MT con eficiencia comparable a la MT ideal de Carnot.¿? Será posible usar la MT ideal de Carnot para definir escalas absolutasde Ts.¿? En que consiste la 3ra Ley de la Termodinámica.Mg. Percy Víctor Cañote Fajardop ADQfVV9QcBCTcTf
  5. 5. Cuaderno de Actividades: Física I12,4) Entropía, SEs la función de estado termodinámico que describe el grado de desorden delsistema.Debido a que es una función de estado los cambios de entropía, ∆S ≡ Sf – Si,sólo dependerán de los estados inicial- final.La definición de Clausius del cambio infinitesimal de la entropía, cuando unsistema termodinámico desarrolla un proceso infinitesimal, siguiendo unatrayectoria reversible a la temperatura T, transfiriéndole una cantidad deenergía dQr es,rdQdST≡Esta definición conduce a dos resultados interesantes: primero, en lossistemas aislados la entropía aumenta, esto es, el desorden del sistemaaumenta (mecánica estadística) y, como veremos, la entropía del universoaumenta en todos los procesos.Segundo, ahora, un cambio macroscópico de la entropía, finito, resulta,f fri idQS dsT∆ ≡ ≡∫ ∫Esto conduce a que ∆S ≡ O, en procesos cíclicos,0f iridQST≡∆ ≡ ≡∫Caso especial: Ciclo de Carnot ∆S ≡ 0.¿? Los procesos reversibles no cambian la entropía del universo.¿? Los procesos irreversibles sí cambian la entropía del universo.¿? A que se denomina muerte térmica del universo.Mg. Percy Víctor Cañote Fajardo10
  6. 6. Cuaderno de Actividades: Física IMg. Percy Víctor Cañote Fajardo11
  7. 7. Cuaderno de Actividades: Física IMg. Percy Víctor Cañote Fajardo11

×