1. IRREVERSIBILIDAD Y DISPONIBLIDAD
ALUMNO: Gustavo Solórzano
CI:20.545.752
profesora: Blanca Salazar
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION
I,U.P SANTIAGO MARIÑO
BARINAS.EDO BARINAS
2. IRREVERSIBILIDAD
En general, todos los procesos reales
son irreversibles. Pero algunos son
mas irreversibles que otros.
FORMULA
I = Wrev − W
Esta cantidad se expresa en unidades de energía y es
intrínsecamente no negativa, dado que siempre Wrev
> W. Para cualquier proceso reversible I = 0.
La irreversibilidad es muy útil ´ ya que, si el
intercambio de calor es solo con el ambiente,
se vincula directamente a la variación de
entropía del universo asociada al proceso.
La primera ley para este proceso (modelo EUFU)
permite expresar el trabajo intercambiado como
FORMULA
W = −mf ef + miei − msh˜ s
+ meh˜ e + Q.
La eficiencia de segunda ley es una
alternativa al concepto de irreversibilidad,
pero no proporciona informaci´on adicional.
De hecho en ciertas situaciones es posible
obtener una de estas cantidades en
t´erminos de la otra. La definici´on para
un proceso que intercambia trabajo es
simple.
Se toma el cociente entre el trabajo
reversible y el trabajo real de modo
que el mismo sea menor que 1. Para
procesos que generan trabajo, W rev ≥
W > 0 de modo que
η2 = W /Wrev .
A partir de la
definici´on de
irreversibilidad, ec.
(13), es evidente que
en este caso I
I = Wrev (1 − η2).
Para procesos que consumen
trabajo, |W rev| ≤ |W| de modo
que η2 = |Wrev| |W
3. DISPONIBILIDAD
El concepto de disponibilidad también
está relacionado con el de trabajo
reversible analizado en la Sección 2. No
aporta información nueva, sino que es
una forma alternativa de mirar el mismo
problema.
la sustancia debe estar en equilibrio
termodin´amico con el ambiente. A
este estado se lo denomina estado
muerto. Llamamos disponibilidad Ψ
de un estado de equilibrio de una
sustancia en cierto ambiente al
m´aximo trabajo que puede realizar
partiendo de ese estado en ese
ambiente. La disponibilidad es una
propiedad del estado de equilibrio y el
ambiente. En otras palabras, la
disponibilidad es el trabajo reversible
que se puede obtener partiendo de un
estado y llegando al estado muerto.
Evidentemente, la disponibilidad del
estado muerto es nula.
Régimen Permanente En el caso de régimen permanente
con una entrada y una salida, la disponibilidad (por unidad
de masa) del estado de entrada es :
ψ = h˜ − h0 − T0(s − s0)
donde h, s son propiedades de la entrada, h0, s0 son
propiedades de la salida (en equilibrio con el
ambiente) y T0 es la temperatura ambiente. Este
resultado se obtiene inmediatamente de (12) y las
consideraciones anteriores. Similarmente, si hay
varias entradas/salidas la disponibilidad (por unidad
de tiempo) de cualquiera de ellas esta dada por Ψ˙ =
m˙ h h˜ − h0 − T0(s − s0) i (26) donde m˙ es el flujo
másico de interés. Las diferencias de disponibilidad
entre dos estados 1 y 2 son iguales al trabajo que se
puede obtener entre ellos por medio de un proceso
reversible. expresando esto por unidad de tiempo se
tiene, W˙ rev 2→1 = Ψ˙ 2 − Ψ˙ 1.
Trabajo útil ´ Cuando
consideramos sistemas que no
están en régimen permanente, el
volumen de control puede variar
en el proceso. Durante un cambio
de volumen En la Sección 2 se obtuvo una expresión
para el trabajo que se puede obtener de
un proceso reversible entre dos estados de
equilibrio, en un ambiente dado.
Intuitivamente, es claro que eliminando las
irreversibilidades, se obtiene mayor
trabajo que en el caso de procesos
irreversibles. Esto es una consecuencia
directa de la Segunda Ley y en este
Apéndice mostramos porque esto es as.
Consideramos un proceso diferencial,
como el mostrado en la Fig. 10, para evitar
problemas asociados a la variación de
temperatura en el sistema. Es claro que si
esto es cierto para un proceso diferencial,
será cierto para el proceso global
