Trabajo termodinamica 5 unidad Alberto Rodr guez Z rate

Universidad Autónoma de Querétaro.


Facultad de Ingeniería.

Termodinámica.
Unidad V

“Segunda Ley de la Termodinámica”.


Alberto Rodríguez Zárate
Grupo: 1
2° Semestre


13 de Mayo del 2013.
Índice.
Objetivo. 3
Introducción. 4
1. Postulado de Clausius (refrigeradores), y de Kelvin-Planck (máquinas térmicas). 5
2. El proceso reversible. 7
2.1 Causas de la irreversibilidad. 7
3. El teorema deCarnot. 9
3.1 La escala de temperaturas absolutas. 11
4. La desigualdad de Clausius como consecuencia de la Segunda Ley de la Termodinámica. 13
5. La entropía. 14
6. Diagrama de fase: (s,t). 16
6.1 Diagrama de fase: (s,h) o de Mollier. 17
7. Generación de Entropía. 21
7.1 Balance de Entropía. 22
8. Eficiencia isoentrópica: Turbinas, Compresores, Bombas. 25
9. Trabajo útil: Funciones de Helmholtzy de Gibbs. 26
Problemas. 28
Conclusión. 33
Bibliografía. 34










Objetivo.

“El objetivo de este trabajo es conocer y entender los principios básicos de la segunda ley de la termodinámica así como de la entropía, para poder resolver problemas de estos temas”.







Introducción.

En este trabajo se verá lo que trata la Segunda Ley de la Termodinámica el cual nos habla de variasimposiciones que tienen las maquinas térmicas que funcionan con calor proporcionándonos trabajo, como que las maquinas térmicas no pueden tener una eficiencia del ciento por ciento debido a que no pueden transformar en trabajo todo el calor que se les proporciona ya que siempre habrá efectos disipativos que se llevan parte del trabajo como el rozamiento, viscosidad o la inelasticidad, es decir debido a lairreversibilidad que sufren las maquinas térmicas, también está la entropía una propiedad termodinámica presente en todos los sistemas naturales que existen, la entropía del universo siempre va en aumento, la entropía es la forma en que medimos el desorden que existe en un sistema donde se transforma calor en trabajo solo provoca que la entropía aumente pero esto son temas que veremos más a fondo alo largo de este trabajo así como algunos diagramas y problemas sobre los mismos temas para comprender de mejor manera todo.





1. Postulado de Clausius (refrigeradores), y de Kelvin-Planck (máquinas térmicas).
A un dispositivo que funciona cíclicamente se le llamara motor térmico, bomba de calor o maquina frigorífica según cual sea el objetivo de ese dispositivo en concreto. Si este objetivo esrealizar trabajo el dispositivo es un motor térmico; si es suministrar energía térmica a un sistema, es una bomba de calor; si el objetivo es extraer energía térmica de un sistema, se trata de una maquina frigorífica.
El segundo principio de la termodinámica puede establecerse por varios caminos. Aquí se presenta dos: el enunciado de Clausius y el enunciado de Kelvin-Planck. Ninguno de ellos sepresenta en forma matemática. No obstante, se proporciona una propiedad del sistema, la entropía, que se puede utilizar para determinar si se viola el segundo principio en una situación concreta.
-Enunciado de Clausius: “Es imposible construir un dispositivo que funciona cíclicamente y cuyo único efecto sea transferir calor desde un cuerpo frio a otro más caliente”.
Este postulado se refiere a unamaquina frigorífica o bomba de calor. Establece que es imposible construir una máquina que transfiera energía térmica desde un cuerpo frio a otro más caliente sin suministrarle trabajo.
-Enunciado de Kelvin-Planck: “Es imposible construir un dispositivo que funciona cíclicamente y no produzca otro efecto que suministrar trabajo intercambiando calor con un único cuerpo”.
En otras palabras, esimposible construir un motor térmico que extraiga energía térmica de un depósito, realice trabajo y no transfiera calor a otra fuente a menor temperatura. Es decir que un motor térmico no puede ser ciento por ciento eficiente.
















2. El proceso reversible.
Imaginemos ahora que tiene lugar un proceso en que: (1) el sistema pasa de un estado inicial “i” a un estado final “f”; (2) el objeto...