Leccion09

Views:
 
Category: Entertainment
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

LECCIÓN 9 : 

LECCIÓN 9 Significado de la entropía. Criterio de evolución de un sistema aislado. Disipación.

Propiedades de la entropía : 

Propiedades de la entropía La entropía es una propiedad universal de la materia. Sólo se define en los estados de equilibrio de los sistemas cerrados. Al ser función de estado se puede calcular su incremento en cualquier proceso. No existe medidor de entropías.

La relación fundamental : 

La relación fundamental En un proceso reversible infinitesimal: La entropía de un sistema cerrado es una función exclusiva de sus variables extensivas. Relación fundamental: Ecuación fundamental de la termodinámica.

Las variables intensivas : 

Las variables intensivas La ecuación fundamental de la termodinámica para un proceso reversible cumple: de donde se infiere que: y La entropía de un sistema cerrado es una función monótonamente creciente de la energía interna.

Aditividad de la entropía : 

Aditividad de la entropía El intercambio de calor de dos sistemas, 1 y 2, con un tercero, 3, cumple: y se cumple: Si los tres sistemas están en equilibrio mutuo: los procesos son reversibles: o sea:

Aditividad de la entropía : 

Aditividad de la entropía El intercambio de calor de dos sistemas, 1 y 2, con un tercero, 3, cumple: Si los tres sistemas no están en equilibrio mutuo: los procesos son irreversibles y: La entropía sólo es aditiva en sistemas en equilibrio mutuo

La entropía del universo : 

La entropía del universo Hemos visto que un sistema y su medio externo forman un universo, o sea, un conjunto aislado: Un proceso reversible entre el sistema y su medio externo no altera la entropía del universo. Si están en equilibrio:

La entropía del universo : 

La entropía del universo Si un sistema y su medio externo, que forman un universo, intercambia calor irreversiblemente: Un proceso irreversible modifica siempre la entropía del universo, que siempre crece.

Criterio de evolución : 

Criterio de evolución En todo sistema adiabáticamente aislado la evolución hace crecer la entropía. En todo sistema adiabáticamente aislado: y el segundo principio establece de donde se deduce que:

Criterio de evolución : 

Criterio de evolución Todo sistema adiabáticamente aislado evoluciona haciendo crecer su entropía, . El estado final de equilibrio será el de entropía máxima. La entropía final es un máximo compatible con sus ligaduras U, Xi = constantes. Dicho de otro modo

La entropía del universo : 

La entropía del universo si se desprecia el hilo. Tras calcular se llega a: Paso de calor entre dos bloques a través de un hilo sin masa: Existe equilibrio entre los bloques y los extremos del hilo:

La entropía del universo : 

La entropía del universo 1º. Si el cuerpo 1 gana calor Se cumple siempre: Los procesos irreversibles siempre aumentan la entropía del universo. 2º. Si el cuerpo 1 pierde calor

Problema de interpretación : 

Problema de interpretación Sistema en equilibrio. S1 = máx. La condición de máximo exige la continuidad de la función. La entropía sólo está definida en los estados de equilibrio. Sistema en equilibrio. S2 > S1 Sistema en equilibrio. S3 > S2 > S1 Sistema simple. S = máx. absoluto

Consecuencias : 

Consecuencias La condición de equilibrio entropía máxima sólo es válida si el sistema está ligado por sus variables extensivas, o aislado adiabáticamente. Aceptando que el Universo es un sistema aislado, Clausius propuso que tiende a una situación final de equilibrio que se llamó “la muerte térmica del Universo”, donde se igualarían todas las temperaturas.

Disipación : 

Disipación Como el sistema realiza un ciclo, El trabajo disipado será: Sea un acumulador temporal de energía:

Disipación : 

Disipación Paso espontáneo de calor, Q, de una fuente T1 a otra T2. Usemos otra fuente, To, para pasar Q reversiblemente:

El concepto de orden : 

El concepto de orden Sistema más ordenado, S1 El orden en física indica la distinguibilidad de las partes. Sistema menos ordenado, S2 > S1 Aumenta el desorden, S3 > S2 > S1 La naturaleza tiende a los estados de mayor desorden, S = máximo absoluto.

Incremento de entropía del gas ideal : 

Incremento de entropía del gas ideal Sea un gas ideal, pV = nRT y U = f(T), que sufre un proceso entre los estados de equilibrio {T1, V1}  {T2, V2}. que es la expresión general para el gas ideal. Integrando:

Mezcla de gases ideales : 

Mezcla de gases ideales Dos gases ideales, a y b, en equilibrio se mezclan para formar otro gas ideal en equilibrio a la misma presión y a la misma temperatura. 

Mezcla de gases ideales : 

Mezcla de gases ideales Dos gases ideales, a y b, se mezclan para formar otro gas ideal a la misma presión y temperatura. Fracciones molares: Con la condición de cierre:

Mezcla de gases ideales : 

Mezcla de gases ideales Las ecuaciones de estado son: Leyes de Dalton:

Entropía de mezcla : 

Entropía de mezcla Mezcla isobárica e isoterma de gases ideales: Como están en equilibrio:

Entropía de mezcla : 

Entropía de mezcla Se ha demostrado que el incremento de entropía de la mezcla vale: En general:

Dependencias de la entropía : 

Dependencias de la entropía La relación fundamental permite: y se llega a: Combinando los dos principios: y

Entropía función de T y V : 

Entropía función de T y V y se llega a: se tiene: y 

Cálculo del incremento de entropía : 

Cálculo del incremento de entropía Conocida experimentalmente la relación CV = f(T), se calcula la entropía mediante:  Se ha demostrado que:

Ecuación termodinámica de estado : 

Ecuación termodinámica de estado Derivando la primera respecto a V y la segunda respecto a T: Se han demostrado la expresiones: y

Ecuación termodinámica de estado : 

Ecuación termodinámica de estado ordenando: Como la entropía es función de estado cumple:

Entropía función de T y p : 

Entropía función de T y p se obtiene: Sustituyendo la forma diferencial dH en:

Cálculo del incremento de entropía : 

Cálculo del incremento de entropía Conocida experimentalmente la relación Cp= f(T), se calcula la entropía mediante:  Se ha demostrado que:

Ecuación termodinámica de estado : 

Ecuación termodinámica de estado Derivando las expresiones y

Ecuación termodinámica de estado : 

Ecuación termodinámica de estado ordenando: Sustituyendo en: se tiene:

Lección 9 : 

Lección 9 FIN

authorStream Live Help