Entropia Y Segunda Ley De La Termodinamica

UNIVERSIDAD DON BOSCO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS
FISICA II
CICLO 02/11

TRABAJO DE INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA N°3
‘ENTROPIA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA’
DOCENTE:

ALUMNOS:

GRUPO TEÓRICO: 03

6.5 ENTROPÍA
DEFINICIÓN
La función termodinámica denominada Entropía S es una medida del desorden del sistema. Así como la presión, el volumen, la temperaturay la energía interna, la entropía es una función de estado del sistema. Lo mismo que ocurre con la energía interna, lo importante son las variaciones de la entropía, la variación de la entropía de un sistema cuando pasa de un estado a otro está dada por:

En donde dQ es la energía en forma de calor que debe transferirse al sistema en un proceso reversible para llevarlo del estado inicial alfinal. Es necesario aclarar que la variación de entropía cuando pasa de un estado a otro depende únicamente de los estados inicial y final y no del proceso según por el cual se produce el cambio.
La entropía tiene unidades de energía entre temperatura; la unidad de entropía en el SI es 1 J/K.
6.5.1 CAMBIOS DE ENTROPIA EN PROCESOS REVERSIBLES
Suponga que un gas ideal experimenta un procesoreversible y cuasi estático desde un estado inicial con temperatura Ti, y Volumen Vi hacia un estado final Tf y Vf , el cambio de entropía del gas en este proceso es de la siguiente forma:
Teniendo en cuenta la Primera Ley de la termodinámica en forma diferencial y reordenando los términos, se tiene:
, dW = PdV

Para un gas ideal dEint = nCpdT y de la ley del gas ideal se tiene que P = nRT/V. Sepuede expresar la energía transferida por calor en el proceso como:

Como esta expresión no puede integrarse debido a que el último término contiene dos variables T y V, pero lo que se hace es dividir todos los términos entre T y así cada uno de ellos en el lado derecho depende sólo de una variable, en este caso es así:

Suponiendo que Cv es constante sobre el intervalo e integrando la ecuaciónanterior desde el estado inicial hasta el estado final, se obtiene:

Con esta expresión que demuestra matemáticamente que ∆S solo depende de los estados inicial y final y es independiente de la trayectoria entre los estados, además ∆S puede ser positiva o negativa, dependiendo de los valores de los volúmenes inicial y final y de las temperaturas. Finalmente en un proceso cíclico (Ti = Tf y Vi =Vf) y en la ecuación anterior ∆S = 0, y esto confirma que la entropía es una función de estado.

6.6 CAMBIOS DE ENTROPIA EN PROCESOS IRREVERSIBLES
Los procesos reales, los procesos que verdaderamente se desarrollan en la naturaleza, son siempre termodinámicamente irreversibles.
Los cambios de entropía para algunos procesos irreversibles entre dos estados de equilibrio ideando un procesoreversible, entre los mismos dos estados, y calculando para el proceso reversible.

En los procesos irreversibles es fundamental distinguir entre Q , que es la transferencia real de energía en el proceso y Qr que es la energía que se había transferido por calor a lo largo de la trayectoria reversible, sólo Qr, es el valor correcto para el cálculo del cambio de entropía.

El cambio en la entropíapara un sistema y sus alrededores siempre es positivo en un proceso irreversible. En general, la entropía total y por tanto el desorden siempre aumenta en un proceso irreversible, y la segunda ley de la Termodinámica se enuncia así:
“La entropía total de un sistema aislado que se somete a un cambio nunca puede disminuir”.
Además si el proceso es irreversible, entonces la entropía total de unsistema aislado, siempre aumenta.
Por tanto el cambio en la entropía del Universo debe ser mayor que cero en un proceso irreversible.
Para calcular la variación de entropía ΔS de un proceso irreversible entre dos estados de equilibrio, se supone un proceso reversible entre el estado inicial A y el estado final B y se calcula para este proceso de la siguiente forma:

La entropía de un sistema...