practica 5 y 6

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINAMICA II

PRACTICA No. 5 Y 6









GRUPO: 1IM26
SECCIÓN: B
TURNO: MATUTINO
PROFESOR: ING. ARELLANO HERRERA CELERINO






PRACTICA No. 5 Y 6
“APLICACIÓN DE LA PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA, AL CÁLCULO DEL CALOR TOTAL QUE SE TRANSFIERE, ASÍCOMO EL CAMBIO DE ENTROPÍA QUE SE GENERA EN EL PROCESO DE FUSIÓN DE UNA SUSTANCIA PURA”
Objetivo
Determinar si el proceso es adiabático y espontáneo, mediante el cálculo de calor total, transferido y la entropía creada en dicho proceso.
Introducción teórica
La Primera Ley nos da información respecto del balance de energía en las transformaciones físicas y reacciones químicas (la energía seconserva), mientras que la Segunda Ley, a través de la entropía, nos permite saber si los procesos generan o no entropía (dos0) en sistemas ya sean cerrados, aislado o abiertos. Los procesos reversibles presentan una S=0 y los procesos irreversibles S>0.
dq  TdS

Tds=dQ

Un cambio de entropía de un sistema que está a una temperatura T requiere una transferencia de calor dado por el productode la temperatura del sistema y el cambio de entropía.
LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA conocido también como el principio de conservación de la energía, establece: que la energía no se puede crear ni destruir durante un proceso; sólo puede cambiar de forma.
Para todos los procesos adiabáticos entre dos estados determinados de un sistema cerrado, el trabajo neto realizado es el mismo sinimportar la naturaleza del sistema cerrado ni los detalles del proceso.
Una consecuencia importante de la primera ley es la existencia y definición de la propiedad energía total E. Considerando que el trabajo neto es el mismo para todos los procesos adiabáticos de un sistema cerrado entre dos estados determinados, el valor del trabajo neto debe depender únicamente de los estados iniciales y finalesdel sistema, y por lo tanto debe corresponder al cambio en un propiedad del sistema; esta propiedad es la energía total.
En ausencia de transferencia de calor (Q=0), todo el trabajo de frontera se almacena en el aire como parte de su energía total. El principio de conservación de la energía dicta que el incremento en la energía del sistema debe ser igual al trabajo de frontera realizado sobre elsistema.
En cualquier proceso termodinámico, el calor neto absorbido por un sistema es igual a la suma del trabajo realizado por el sistema y la variación de su energía interna.

∆Q= ∆W+ ∆U

En donde:
Q: es la transferencia de calor en el sistema
W: es el trabajo efectuado
U: es la energía interna

Por lo tanto es razonable concluir que para que ocurra, un proceso debe de satisfacerla primera ley de la termodinámica. Sin embargo, satisfacerla no asegura que en realidad el proceso tenga lugar.


SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA, afirma que los procesos ocurren en cierta dirección y que la energía tiene calidad, así como cantidad. Un proceso no puede tener lugar a menos que satisfaga tanto la primera como la segunda ley de la termodinámica.
El uso de la segunda ley de laTermodinámica no se limita a identificar la dirección de los procesos, también afirma que la energía tiene calidad así como cantidad. La primera ley relaciona con la cantidad de energía y las transformaciones de energía de una forma a otra sin considerar su calidad. Conservar la calidad de la energía es una cuestión importante para los ingenieros, y la segunda ley provee los medios necesariospara determinarla, así como el grado de degradación que sufre la energía durante un proceso. Se usa también para determinar los límites teóricos en el desempeño de sistema de ingeniería de uso ordinario, como máquinas térmicas y refrigeradores, así como predecir el grado de terminación de las reacciones químicas.
La segunda ley está también estrechamente asociada con el concepto de perfección. De...