Teorias contractuales

1.2 Trabajo reversible e irreversible.
La propiedad de exergia sirve como una valiosa herramienta en la determinacion de la calidad de la energia y en la comparacion de los potenciales de trabajo de diferentes fuentes de energia o sistemas.
Primero examinaremos el trabajo de los alrededores, el cual es el trabajo realizado por o contra los alrededores durante un proceso. El trabajo realizadopor dispositivos que producen trabajo no siempre se halla completamente en una forma utilizable. Por ejemplo, cuando un gas en un dispositivo de cilindro-embolo se expande, parte del trabajo realizado por el gas se usa para empujar el aire atmosferico fuera del camino del embolo (figura 8-8). Este trabajo que no puede recuperarse para ser utilizado en cualquier propsito util es igual a la presionatmosferica P0 por el cambio de volumendel sistema,
Walrededores = P0 (V2 – V1)
La diferencia entre el trabajo real W y el trabajo de los alrededores Walrededores se denomina trabajo util Wu:
Wu = W - Walrededores = W - P0 (V2 – V1)
* El trabajo reversible Wrev se define como la cantidad maxima de trabajo util que puede producirse ( o el trabajo minimo que necesita serproporcionado) cuando un sistema experimenta un proceso entre los estados inicial y final especificados. Este es el trabajo de salida util (o entrada) obtenido ( o gastado) cuando el proceso entre los estados inicial y final se ejecuta de una manera totalmente reversible. Cuando el estado final es el estado muerto, el trabajo reversible es igual a la exergia. Para procesos que requieren trabajo, el trabajoreversible representa la cantidad de trabajo minima necesaria para llevar ese proceso.
* Cualquier diferencia entre el trabajo reversible y el util se debe a irreversibilidades presentes durante el proceso, y esta diferencia se llama irreversibilidad I, la cual se expresa como la diferencia entre el trabajo reversible y el trabajo util real (figura 8-10):
I = Wrev,sal – Wu, sal ó I =Wu,ent –Wrev,ent
La irreversibilidad es igual a la exergia destruida. Para un proceso totalmente reversible, las condiciones de trabajo reales y reversibles son identicas, por lo tanto la irreversibilidad es cero. Esto era de esperarse dado que los procesos totalmente reversibles no generan entropia.
La irreversibilidad puede verse como el potencial de trabajo desperdiciado o la oprtunidad perdidapara realizar trabajo. Representa la energia que podria convertirse en trabajo pero que no lo fue. Cuanto mas pequeña es la irreversibilidad asociada con un proceso, mayor es el trabajo que se produce (o menor es el trabajo que se consume). El desempeño de un sistema puede mejorarse minimizando la irreversibilidad asociada a el.
Bibliografia: libro TERMODINAMICA Yunus A. Cengel, Michael A. BolesSexta Edicion.
Paginas: 433, 434 y 435.

2.- Eficiencia de la segunda ley.
Se define a la eficiencia según la segunda ley ŋII como la relacion entre la ficiencia termica real y la eficiencia termica maxima posible (reversible) bajo las mismas condiciones (fig. 8-16):
ŋII = ŋter / ŋter, rev (maquinas termicas)
Considere dos maquinas termicas, ambas con una eficiencia termica de 30%,como se muestra en la fig. 8-15. Una de ellas (maquina A) es alimentada con calor de una fuente de 600 K y la otra (maquina B) con una a 1000 K. las dos deshechan calor a un medio a 300 K y a primera vista ambas parecen convertir una trabajo la misma fraccion de calor que reciben, por lo tanto se desempeñan igualmente bien. Sin embargo, cuando se les observa con detenimiento a la luz de la segundaley de la termodinamica, notamos un escenario totalmente difernte: en el mejor de los casos, estas maquinas pueden desempeñarse como maquinas reversibles, en cuyo caso sus eficiencias serian
ŋrev A = ( 1 – Tt/TH )A = 1 – 300K/600K = 50%
ŋrev B = ( 1 – Tt/TH )B = 1 – 300K/1000K = 70%
Ahora es evidente que la maquina B tiene un potencial de trabajo disponible mayor (70%), por lo tanto deberia...