Segunda ley termo

UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA

DEFINICION DE ENTROPIA

Autores: Daniela Casanga
Franco Castillo
Jenifer González
Profesora: María Cecilia Hernández
Fecha: 28 de Mayo del 2010

ÍNDICE

*Introducción……………………………………………………………………….3
* Segundo Principio de la Termodinámica………………………………………3
* Kelvin-Planck
* Clausius
* Ciclo de Carnot y su Máquina térmica

* Razonamientos de cómo se establece la entropía……………………………4
* Definición de entropía……………………………………………………….......5
* Cálculo de la variación de entropía…………………………………………….6
* Conclusión……………………………………………………………………….7
* Bibliografía……………………………………………………………………….8


INTRODUCCION
Antes dedirigir el concepto de Entropía, es necesario enfocar el contexto hacia la Segunda Ley de la Termodinámica, sus postulados y cómo se predice la existencia del fenómeno de la Entropía. La Primera Ley se muestra cómo un balance energético que intuye si la transformación que se experimenta es espontánea o no. Sin embargo, el Segundo postulado de la Termodinámica se refiere al sentido de dichatransformación. Esta interrogante surge de la ingeniería, y no del mundo científico como la Primera Ley. En este informe se pretende clarificar cómo nace y descubre la definición de la Entropía.

SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA
Las ideas que surgen para comenzar a postular este Principio vienen de la ingeniería, puesto que algo debía estudiar la dirección de los procesos termodinámicos y referirsea su naturalidad.
De esta manera se originan tres ideas, que convergen a los siguientes postulados:
Kelvin-Planck
“Es imposible transformar todo el calor absorbido en trabajo mecánico en un proceso cíclico. Siempre habrá algo que se disipa al exterior”
Clausius
“Es imposible transmitir calor de una fuente térmica a otra sin realizar trabajo mecánico, en una transformación cíclica. No sepuede generar una máquina térmica que haga esto”
Ciclo de Carnot y su máquina térmica
Máquina Térmica: máquina capaz de transformar energía calórica en energía mecánica, es decir, en trabajo a través de una sustancia de flujo que sigue un proceso cíclico (por ejemplo, el vapor).
El ingeniero francés, Sadi Carnot plantea que se puede crear una máquina térmica que consta de dos procesosadiabáticos y dos isotérmicos. Gráficamente es:

FIGURA N° 1

De la figura N°1
1-2 expansión isotérmica: en este estado se transfiere calor Q1, al cilindro C, desde una fuente de calor T1 provocando la expansión del gas. Y todo calor transferido se convierte a trabajo.
2-3 expansión adiabática: no existe transferencia de calor con el exterior, el gas se enfría y alcanza un máximo volumenen T2.
3-4 compresión isotérmica: la fuente T2 se contacta térmicamente con el sistema y el gas se comprime y no aumenta su temperatura puesto que cede calor a la fuente más fría. Al ceder calor implica un trabajo sobre el sistema.
4-1 compresión adiabática: la temperatura vuelve a la inicial comprimiéndose el gas, la transferencia de calor no existe y se entrega un cierto trabajo mecánico alsistema.

RAZONAMIENTOS DE CÓMO SE ESTABLECE LA ENTROPIA
I. Según lo estudiado por Kelvin-Planck es imposible convertir todo el calor en trabajo mecánico, durante un ciclo.
II. Debido a lo que plantea Kelvin-Planck, el rendimiento de una máquina térmica, como la de Carnot no va a depender del tipo de sustancia sólo será de las temperaturas de cada fuente térmica.

III. Para cualquiersistema que experimente un ciclo de Carnot el e= 1 – Tf/Tc y además qf/Tf + qc/Tc = 0

IV. En un proceso cíclico y reversible podemos encontrar infinitos ciclos de Carnot. Entonces cada uno cumple con dqf/Tf + dqc/Tc = 0 y sumando se obtiene la integral de dq/T = 0, y es independiente del recorrido. Además el diferencial dS= dq/T...