ENTROPIA

ENTROPIA

Ing. MSc. Rosa Isabel

ENTROPIA
Medida
del
desorden
molecular
o
aleatoriedad molecular.
Conforme un sistema se vuelve mas
desordenado, las posiciones de las
moléculas son menos predecibles y la
entropía aumenta.
Creo que mi
entropía aumenta

Nivel de Desorden Molecular (entropía) de
una Sustancia
Entropía
kJ/ kg.-K

Gas

Líquido
Sólido

¿QUE OCASIONA EL CAMBIO
EN LA ENTROPIA?TRANSFERENCIA

DE CALOR: hacia
un sistema aumenta la entropía,
desde un sistema la disminuye
Calor

FLUJO
LAS

DE MASA

IRREVERSIBILIDADES: éstas
siempre aumentan la entropía.

Procesos Isentrópico
Para una masa fija la entropía puede ser cambiada por: la
transferencia de calor y por las irreversibilidades, por tanto
la entropía de una masa fija no cambiará durante un
proceso que es adiabático einternamente reversible los
cuales se conocen como PROCESOS ISENTROPICOS y se
caracterizan por:

Δs = 0

o

s2 = s1 (kJ / kg-K)

Adiabático Reversible es Isentrópico!
Isentrópico es Adiabático
Reversible?

Cambio de Entropía de
algunas Sustancias
Sustancias Puras:
CUALQUIER PROCESO:

Δs = s2 – s1 (kJ/kgK)
PROCESO ISENTRÓPICO:

s2 = s1

Determinación de la Entropía de una Sustancia
Pura
T

1
Liq.Comprimido
T1
P1

3
Vapor Sobrecalentado

s1 ≈ sf @ T1

T3
P3

s3

2
Mezcla Sat. Liq. – Vapor
T2
X2

s2 = sf + x2 sfg

s

TRABAJO DE FLUJO ESTABLE O
PERMANENTE
Considerando ecuación diferencial:

- dwrev =  dP + dec

+ dep
2
Al integrarla:
w
=
∫
 dP – Δec – Δep
•Cuando el fluido de rev
trabajo es 1
incompresible, el volumen

específico permanece constante durante el proceso por lo que puede
(kJ/kg)sacarse de la integral.
•Para el flujo estable de un líquido a través de un dispositivo que no
incluye interacciones de trabajo (como una tobera o una sección de
tubería), wrev es cero y la ecuación se convierte en la Ecuación de
Bernoulli.

Si los cambios en la energía cinética y potencial son despreciables, la
ecuación se reduce a:

wrev = - ∫12  dP

(kJ/kg)

Que representa el trabajoreversible de salida asociado con un proceso
internamente reversible en un dispositivo de flujo estable o permanente. Esta
dará un resultado negativo cuando el trabajo sea hecho sobre el sistema.
•El trabajo realizado durante un proceso de flujo estable o permanente
es proporcional al volumen especifico. Por tanto,  debe mantenerse lo
más pequeña posible durante un proceso de compresión para minimizar
laentrada de trabajo y lo mas grande posible durante un proceso de
expansión para maximizar la salida de trabajo.

Wrev

wrev = -∫12 P d

wrev = -∫12  dP

Wrev

Sistema Cerrado

Sistema de Flujo Estable o
Permanente

Eficiencias Isentrópicas o
Adiabática de Dispositivos
de Flujo Estable
 Es

un
parámetro
que
representa
cuantitativamente la aproximación de un proceso
real a un procesoIsentrópico idealizado en los
dispositivos de flujo estable.
 Es una medida de la desviación que tienen del
proceso real los idealizados correspondientes.
 Se definen de manera diferente para distintos
dispositivos, porque cada uno de ellos se concibe
para efectuar tareas diferentes.

Eficiencia Isentrópico de
Turbinas
ηT = Trabajo Real de la Turbina = wr

h

n
sió
e
Pr

de

Trabajo Isentrópico de laTurbina

da
ra
t
En

ηT ≈ h1 – h2r

1

h1

ws

h1 – h2s

Proceso Real

wr
ws

ón d
Presi

h2r
h2s

i da
e Sal

2r

¿?

¿Que representa la flecha?

2s
Proceso
Isentrópico

s2s = s1

s

Eficiencia Isoentrópica de
Compresores y Bombas
P

2

h
2r

h2r

n
ió
es
r
P

a
lid
a
S
de

ηC = Trabajo Isentrópico del Compresor = ws
Trabajo Real

2s

Proceso Real

h2a – h1

wr

ws

eE
ón d
Presi

a
ntrad

ηB = ws≈  (P2 – P1)
wr

P1
h1

wr

ηc ≈ h2s – h1

¿?
h2s

del Compresor

h2a – h1

¿Que representa la flecha?

1
Proceso
Isentrópico

s2s = s1

s

Eficiencia Isoentrópica de
Toberas
P1

h

n
sió
e
Pr

EC Isentrópicos a la salida de la Tobera

da
ra
t
En
de

ηtob = V2r2
V2s 2
ηc ≈ h1 – h2r

1

h1

V2r2
2

Proceso Real

V2s

2
ón d
Presi

2

h2r
h2s

ηtob = EC real a la salida de la Tobera

2r

¿?...