SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
LA ENTROPIA
Objetivos: [Comprender-Relacionar-
Analizar]
Alumnos:
• Eduarda Alvarado
O
• Manuel Guzmán A
• Alexis Guzmán M
• Nicolás Acevedo S
4M°C
4M°A
INDICE/
1. Leyes de la
termodinámica.
2. Maquinas térmicas
 Procesos reversibles y
no reversibles
 Ecuación de maquinas
térmicas
 Eficiencia Energética
3. Entropía
 Concepto de Entropía
 Definición
 Ecuación de entropía
 Casos y ejemplos
 Universo y la entropía
4. Problemas y ejercicios
• El concepto de entropía fue introducido por
primera vez por el Ingeniero Francés R. J.
Clausius a mediados del siglo XIX.
• Postula que: "Es imposible una transformación
cuyo resultado final sea transformar en trabajo
todo el calor extraído de una fuente"
Leyes de la termodinamica
PRIMERA
LEY
SEGUNDA LEY
La Ley cero de la
termodinámica nos dice que si tenemos dos
cuerpos llamados A y B, con diferente
temperatura uno de otro, y los ponemos en
contacto, en un tiempo determinado t, estos
alcanzarán la misma temperatura.
LEY
CERO
La Primera ley de
la termodinámica se refiere al concepto de
energía interna, trabajo y calor. Nos dice que
si sobre un sistema con una determinada
energía interna, se realiza un trabajo mediante
un proceso, la energía interna del sistema
variará. A la diferencia de la energía interna
del sistema y a la cantidad de trabajo le
denominamos calor. El calor es la energía
transferida al sistema por medios no
mecánicos.
No existe un proceso
cuyo único resultado sea la absorción de calor
de una fuente y la conversión íntegra de este
calor en trabajo
Principalmente nos centraremos en la segunda ley de la termodinámica que abarca maquinas térmicas y
entropía en general
Maquinas Termicas y la segunda ley de la termodinamica
Una máquina térmica es un dispositivo que toma energía
por calor. Ejemplos: Planta de energía, motor de
combustión interna de un automóvil.
Una máquina térmica produce trabajo de la
siguiente manera:
1.- la sustancia de trabajo absorbe energía por calor
de un deposito de energía a alta temperatura
2.- la maquina consume trabajo
3.- se expulsa energía por calor a un deposito a
temperatura mas baja
Procesos no reversibles y reversibles
Un proceso será irreversible si el sistema y sus alrededores
no pueden regresar a su estado inicial.
Un proceso será reversible si su dirección puede invertirse
en cualquier punto mediante un cambio de cantidad
infinitamente pequeña en las condiciones externas.
Presion
Volumen
GRAFICO PV
• El proceso reversible entre dos estados de equilibrio A y B se puede representar en el grafico por las líneas
del grafico PV ( los extremos representan dos estados de equilibrio ).
• El proceso irreversible al contrario pasa por estados de no equilibrio y no se representa por solo una línea
en este Grafico.
Ecuaci0n Maquinas tErmicas y eficiencia termica
1.-La maquina absorbe una cantidad de energia |Qh | del deposito
caliente
2.-La maquina realiza trabajo Wmáq
3.-Entrega una cantidad
de energia | Qc | al deposito frio
Sus energías internas iniciales y finales por lo tanto: ∆Eint = 0
Se concluye que ∆Eint = Q + W = Q – Wmáq
Wmáq = Qneta = | Qh | - | Qc | Por lo tanto Wmáq = | Qh | - | Qc |
Eficiencia Térmica e:
LA entropia
El concepto de entropía nace de la
necesidad de cuantificar el segundo
principio de la termodinámica. El
segundo principio en su enunciado de
Kelvin - Planck pone una limitación a
cómo pueden funcionar las máquinas
térmicas pero, como veremos, la
entropía nos permitirá cuantificar la
irreversibilidad de diferentes procesos
termodinámicos.
Uno de los soportes
fundamentales de la Segunda
Ley de la Termodinámica es la
función denominada entropía
que sirve para medir el grado
de desorden dentro de un
proceso y permite distinguir
la energía útil, que es la que
se convierte en su totalidad
en trabajo, de la inútil, que se
pierde en el medio ambiente.
también podemos definir
la entropía como el
índice de la cantidad de
energía no disponible en
un sistema
termodinámico dado en
un momento de su
evolución.
Según esta definición, en
termodinámica hay que
distinguir entre energía
disponible o libre, que
puede ser transformada
en trabajo y energía no
disponible o limitada,
que no puede ser
transformada en él.
un motor. El motor necesita de una fuente de
energía para poder convertirla en trabajo.
Si pensamos específicamente en un automóvil, la
gasolina, junto con el sistema de chispa del motor,
proporciona la energía (química) de combustión, capaz
de hacer que el vehículo se mueva. ¿Qué tiene que ver la
entropía aquí?
La energía que el coche "utilizó" para realizar
trabajo y moverse se gastó, es decir, se tornó inservible,
porque la energía liberada mediante un proceso químico
ya no es utilizable para que un motor produzca trabajo.
Esto es la entropía.
Entropia en el universo
• La entropía es el segundo principio de la termodinámica que puede definirse esquemáticamente
como el "progreso para la destrucción" o "desorden inherente a un sistema.
• La Segunda Ley de laTermodinámica es la más universal de las
leyes físicas. En su interpretación más general establece que a
cada instante el Universo se hace más desordenado. Hay un
deterioro general pero inexorable hacia el caos.
• La entropía del universo, por lo tanto, siempre aumenta y nada
puede hacerse para evitarlo.Todo lo que existe pasa
gradualmente de un estado ordenado a otro caótico y de este
estado caótico no hay regreso.
• El aumento de la entropía es, pues, irreversible y el DESTINO
DEL UNIVERSOYA ESTÁTRAZADO.
Ejercicios 1.- Una maquina transfiere 2.00 x 10^3 J
de energia de un deposito caliente
durante un ciclo y transfiere 1.50 x 10^3 J
conforme expulsa a un deposito frio.
A) Encuentre la eficiencia de la maquina.
B) ¿Cuanto trabajo realiza esta maquina
en un ciclo?
2.-Un cubo de Hielo ( 25 gr) a 273°K se
encuentra en contacto con vapor a
373°K, Calcule el cambio de entropía
del cubo de hielo al derretirse ,
mientras un poco del vapor se
condensa.
A) ¿Entropía del hielo?
B) ¿Entropía del Vapor?
C) ¿Entropía del Universo?
Lf=(3,33x10⁵)J/Kg
Conclusion
Podemos concluir en base a nuestra búsqueda, interpretación, análisis, de la
información extraída de varias fuentes sobre “la Segunda ley de la termodinámica y la
entropía”:
• Se encuentra en la mayoría de procesos naturales y artificiales que requieran
intercambio de energía, desde lo mas simple hasta lo mas complejo.
• Es fundamental su conocimiento en Trabajos relacionados con la mecánica y
comportamiento de Maquinas que realicen todo tipo de Trabajos.
• Esta directamente relacionado con teorías del comportamiento del universo y con el
fin de este.

Entropia (Fisica-Termodinamica)

  • 1.
    SEGUNDA LEY DELA TERMODINAMICA LA ENTROPIA Objetivos: [Comprender-Relacionar- Analizar] Alumnos: • Eduarda Alvarado O • Manuel Guzmán A • Alexis Guzmán M • Nicolás Acevedo S 4M°C 4M°A
  • 2.
    INDICE/ 1. Leyes dela termodinámica. 2. Maquinas térmicas  Procesos reversibles y no reversibles  Ecuación de maquinas térmicas  Eficiencia Energética 3. Entropía  Concepto de Entropía  Definición  Ecuación de entropía  Casos y ejemplos  Universo y la entropía 4. Problemas y ejercicios • El concepto de entropía fue introducido por primera vez por el Ingeniero Francés R. J. Clausius a mediados del siglo XIX. • Postula que: "Es imposible una transformación cuyo resultado final sea transformar en trabajo todo el calor extraído de una fuente"
  • 3.
    Leyes de latermodinamica PRIMERA LEY SEGUNDA LEY La Ley cero de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos llamados A y B, con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado t, estos alcanzarán la misma temperatura. LEY CERO La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos. No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo Principalmente nos centraremos en la segunda ley de la termodinámica que abarca maquinas térmicas y entropía en general
  • 4.
    Maquinas Termicas yla segunda ley de la termodinamica Una máquina térmica es un dispositivo que toma energía por calor. Ejemplos: Planta de energía, motor de combustión interna de un automóvil. Una máquina térmica produce trabajo de la siguiente manera: 1.- la sustancia de trabajo absorbe energía por calor de un deposito de energía a alta temperatura 2.- la maquina consume trabajo 3.- se expulsa energía por calor a un deposito a temperatura mas baja
  • 5.
    Procesos no reversiblesy reversibles Un proceso será irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial. Un proceso será reversible si su dirección puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio de cantidad infinitamente pequeña en las condiciones externas. Presion Volumen GRAFICO PV • El proceso reversible entre dos estados de equilibrio A y B se puede representar en el grafico por las líneas del grafico PV ( los extremos representan dos estados de equilibrio ). • El proceso irreversible al contrario pasa por estados de no equilibrio y no se representa por solo una línea en este Grafico.
  • 6.
    Ecuaci0n Maquinas tErmicasy eficiencia termica 1.-La maquina absorbe una cantidad de energia |Qh | del deposito caliente 2.-La maquina realiza trabajo Wmáq 3.-Entrega una cantidad de energia | Qc | al deposito frio Sus energías internas iniciales y finales por lo tanto: ∆Eint = 0 Se concluye que ∆Eint = Q + W = Q – Wmáq Wmáq = Qneta = | Qh | - | Qc | Por lo tanto Wmáq = | Qh | - | Qc | Eficiencia Térmica e:
  • 7.
    LA entropia El conceptode entropía nace de la necesidad de cuantificar el segundo principio de la termodinámica. El segundo principio en su enunciado de Kelvin - Planck pone una limitación a cómo pueden funcionar las máquinas térmicas pero, como veremos, la entropía nos permitirá cuantificar la irreversibilidad de diferentes procesos termodinámicos. Uno de los soportes fundamentales de la Segunda Ley de la Termodinámica es la función denominada entropía que sirve para medir el grado de desorden dentro de un proceso y permite distinguir la energía útil, que es la que se convierte en su totalidad en trabajo, de la inútil, que se pierde en el medio ambiente. también podemos definir la entropía como el índice de la cantidad de energía no disponible en un sistema termodinámico dado en un momento de su evolución. Según esta definición, en termodinámica hay que distinguir entre energía disponible o libre, que puede ser transformada en trabajo y energía no disponible o limitada, que no puede ser transformada en él.
  • 8.
    un motor. Elmotor necesita de una fuente de energía para poder convertirla en trabajo. Si pensamos específicamente en un automóvil, la gasolina, junto con el sistema de chispa del motor, proporciona la energía (química) de combustión, capaz de hacer que el vehículo se mueva. ¿Qué tiene que ver la entropía aquí? La energía que el coche "utilizó" para realizar trabajo y moverse se gastó, es decir, se tornó inservible, porque la energía liberada mediante un proceso químico ya no es utilizable para que un motor produzca trabajo. Esto es la entropía.
  • 9.
    Entropia en eluniverso • La entropía es el segundo principio de la termodinámica que puede definirse esquemáticamente como el "progreso para la destrucción" o "desorden inherente a un sistema. • La Segunda Ley de laTermodinámica es la más universal de las leyes físicas. En su interpretación más general establece que a cada instante el Universo se hace más desordenado. Hay un deterioro general pero inexorable hacia el caos. • La entropía del universo, por lo tanto, siempre aumenta y nada puede hacerse para evitarlo.Todo lo que existe pasa gradualmente de un estado ordenado a otro caótico y de este estado caótico no hay regreso. • El aumento de la entropía es, pues, irreversible y el DESTINO DEL UNIVERSOYA ESTÁTRAZADO.
  • 10.
    Ejercicios 1.- Unamaquina transfiere 2.00 x 10^3 J de energia de un deposito caliente durante un ciclo y transfiere 1.50 x 10^3 J conforme expulsa a un deposito frio. A) Encuentre la eficiencia de la maquina. B) ¿Cuanto trabajo realiza esta maquina en un ciclo? 2.-Un cubo de Hielo ( 25 gr) a 273°K se encuentra en contacto con vapor a 373°K, Calcule el cambio de entropía del cubo de hielo al derretirse , mientras un poco del vapor se condensa. A) ¿Entropía del hielo? B) ¿Entropía del Vapor? C) ¿Entropía del Universo? Lf=(3,33x10⁵)J/Kg
  • 11.
    Conclusion Podemos concluir enbase a nuestra búsqueda, interpretación, análisis, de la información extraída de varias fuentes sobre “la Segunda ley de la termodinámica y la entropía”: • Se encuentra en la mayoría de procesos naturales y artificiales que requieran intercambio de energía, desde lo mas simple hasta lo mas complejo. • Es fundamental su conocimiento en Trabajos relacionados con la mecánica y comportamiento de Maquinas que realicen todo tipo de Trabajos. • Esta directamente relacionado con teorías del comportamiento del universo y con el fin de este.