2da Ley de la Termodinámica

TERMODINAMICA 1
2° Ley de la Termodinámica
Consecuencias
Prof. Carlos G. Villamar Linares
Ingeniero Mecánico
MSc. Matemáticas Aplicada a la Ingeniería

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
2°Ley de la Termodinámica Consecuencias

CONTENIDO
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA PARA SISTEMAS Y VOLUMENES DE
CONTROL
Entropía, propiedad termodinámica, unidades de la entropía, entropía por unidadde
masa. Cambio de entropía para procesos reversibles e irreversibles. Balance de
entropía para sistemas cerrados. Procesos adiabáticos reversibles. Cambio de entropía
para gases ideales, diagrama T-s, representación de procesos y ciclos en los diagramas
T-s. Balance de entropía para sistemas abiertos, proceso adiabático reversible,
Aplicación de la segunda ley en procesos de FEEE(permanentes) y FUEU (transitorios)
Representación de procesos reales e ideales en el diagrama T-s . Diagrama h-s
RELACIONES T-dS. TRABAJO PERDIDO. EFICIENCIA ISENTROPICA
Relaciones TdS, eficiencia en procesos energéticos, eficiencia de máquinas en turbinas,
bombas, compresores, toberas.

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MECANICA. ULA

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A partir de la desigualdad de Clausius.
Para un proceso reversible se cumple

∫

δQ
=0
T

Se sabe que la integral cíclica de una propiedad es cero, por tanto la expresión anterior debe ser una
propiedad.

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Considere elciclo formado por dos procesos reversibles.
Al aplicar la desigualdad de Clauisius
Proceso A

2

∫

 δQ 


 T 

2

=
int rev

∫

 δQ 

 +
 T 
A

1
2

∫

Proceso B

 δQ 

 =
 T 

1

A

2

∫

 δQ 


 T 

1

∫

 δQ 

 =0
 T 
B

2

B

1

1

A y B son trayectorias cualesquiera reversibles de procesosinternamente reversibles, el valor de esta
integral solo depende de los estados extremos y no de la trayectoria, por lo tanto será una propiedad
llamada Entropía (S)

∫

δQ
= dS
T

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ENTROPIA
Como el término δQ / T se anula al recorrer el cicloreversible representa el diferencial de una
propiedad. Esa propiedad se denomina entropía. δQ

T

= dS

Donde S es la entropía total, propiedad extensiva cuyas unidades son [Kj/K], al dividir la entropía total
entre la masa se obtiene la entropía especifica, que se representa con la letra s y sus unidades son [Kj/KgK].
Para una sustancia simple compresible puede ocurrir que:
s = sf, la sustanciaes líquido saturado.
s = sg, la sustancia es vapor saturado seco.
s < sf, el estado es líquido comprimido.
s > sg, es vapor sobrecalentado.
sf < s < sg, es una mezcla saturada, para la cual.
s = sf + x sfg
donde sfg = sg – sf
Para determinar la entropía de un líquido comprimido o vapor sobrecalentado se requiere dos
propiedades intensivas e independientes.
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PROCESO ADIABATICO REVERSIBLE.

dS =

En un proceso reversible se cumple que
al despejar el calor resulta

δQ = TdS

Como en un proceso adiabático
TdS también debe serlo

δQ
T

δQ = 0

TdS = 0

dS = 0

Se puede concluir que todo proceso adiabático reversible ocurresin cambio de entropía o lo que es lo
mismo debe ser ISOENTROPICO pero no todo proceso ISOENTROPICO es adiabático reversible.

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DIAGRAMA TEMPERATURA –ENTROPÍA
De manera similar al diagrama P – v se pueden representar diagramas temperatura – entropía, o...