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INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE TACMBARO

INGENIERA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS MATERIA:Termodinmica

Asesor;Uriel olivares molina

Integrantes:Celinda Miranda RomeroLizeth Cintia Aguilar TorresJessica Iveth Pedraza MoraGema yuritzi Sosa ReynosaDaniela Rodrguez Aguilar1

UNIDAD 3SEGUNDA Y TERCERA LEYDE LA TERMODINAMICA2CONTENIDO* ENTROPIA

* ENERGIA DE GIBBS Y helmhotz

* EFICIENCIA EN PROCESOS TERMODINAMICOS* PROCESOS ENDOTERMICOS Y EXOTERMICOS* CICLOS TERMODINAMICOSSegunda y tercera Ley de la termodinmica

La segunda ley de la termodinmica afirma que los procesos sucedenEn cierta direccin y que la energa tiene calidad as como cantidad.Recordemos!!!1Que la primera ley de la termodinmica, o el principio de la Conservacin de la energa, tiene una aplicacin en los procesos que involucran Sistemas cerrados y abiertos.

Por tanto, resulta razonable concluir que un proceso debe satisfacer La primera ley.Ummm pero ser verdad que Todo proceso satisface la primeraLey?

Analicemos !!!..

Es una experiencia comn que una taza de caf dejada en una habitacin fra se Enfri despus de cierto tiempo. Este proceso satisface la primera ley de la Termodinmica porque la cantidad de energa perdida por el caf es igual a la cantidad De energa ganada por el aire circundante. Ahora considere el proceso inverso; el caf caliente se pone mas caliente en una habitacin mas fra como resultado de la Transferencia de calor del aire del cuarto. Todos saben que este proceso nunca sucede. No obstante, si se diera no violara la primera ley, siempre que la cantidad de energa Perdida por el aire fuera igual a la cantidad ganada por el caf.

De el ejemplo anterior se sigue que el proceso toma su curso en cierta direccin Y no en la direccin inversa. La primera ley no restringe la direccin de un Proceso, pero satisfacerla no asegura que el proceso ocurrir realmente. Esta Incapacidad de la primera ley de identificar si un proceso puede llevarseA cabo es remediado al introducir otro principio general. La segunda Ley de la termodinmicaUn proceso no sucede a menos que satisfaga tanto la primera como la Segunda leyes de la termodinmica.

Rudolf Julius Emanuel ClausiusFsico Alemn que naci en Kslin, CPomerania (ahora Koszalin, Polonia) el 2 de enero de 1822 y muri en Bonn el 24 de agosto de 1888.

Fsico francs que naci el 1 de junio de 1796 en Pars y muri all mismo el 24 de agosto de 1832; perteneca a una familia distinguida de Francia; ya que su padre, Lazare Nicolas Marguerite Carnot fue el general francs que organiz a los ejrcitos republicanos.

La evolucin espontnea de un sistema aislado se traduce siempre en un aumento de su entropa.La cantidad de entropa de cualquier sistema aislado termodinmicamente Tiende a incrementarse con el tiempo.Frases mhhh... Pero... antes de comenzar me puede explicar Qu es la entropa?Claro que si!.... tambin podemos definir laentropa como el ndice de la cantidad de energa no disponible en un sistema termodinmico dado en un momento de su evolucin.

Entermodinmica, laentropa(simbolizada comoS) es unamagnitud fsicaque permite, mediante clculo, determinar la parte de laenergaque no puede utilizarse para producirtrabajo . La palabraentropaprocede delgriego() y significa evolucin o transformacin glup... Que..!??

Tranquilo!... En otras palabras...14

Hooo ya , un poco masClaro!!!!

Gracias!!!!

Cambios de entropa Cambio de entropa de sustancias puras

Cambio de entropa de slidos y lquidos

Cambio de entropa de gases idealesPERO!!. . .

DE QUE MANERA PUEDO CALCULAR LA ENTROPIA?

PUEDO CALCULAR LA ENTROPIA EN SUSTANCIASPURAS?

Y!!!!. . . EN SOLIDOS Y LIQUIDOS TAMBIEN?

TAMBIEN ES POSIBLO HACERLO CON LOS GASESIDEALES!!!!!!:::::

Cambio de entropa de sustancias purasCaractersticas:La entropa es una propiedad, por lo tanto al fijar el estado del sistema se determina la entropa.Al especificar dos propiedades intensivas se fija un estado.La entropa puede expresarse en funcin de otras propiedades; pero estas relaciones son muy complicadas y no son prcticas para clculos.Los valores de la entropa en las tablas de propiedades se dan de acuerdo a un estado de referencia arbitrario.Los valores de la entropa se vuelven negativos por debajo del valor de referencia.El valor de la entropa en un estado especfico se determina de la misma manera que cualquier otra propiedad.En las regiones de lquido comprimido, vapor saturado, regin de lquido-vapor, lquido saturado y vapor sobrecalentado, los valores se obtienen directamente de tablas en el estado especificado.El cambio de entropa durante un proceso es la diferencia entre los valores de entropa de los estados inicial y final.

Las entropas de las sustancias se evalan a partir de datos medibles de propiedadesPor medio de clculos bastante complicados y los resultados se tabulan de la misma Manera que otras propiedades tales como v, u y h.

Cambio de entropaDe slidos y lquidosCambio de entropa de slidos y lquidosCaractersticas:Capacidad trmica bsicamente constante.cp=cv= cLa entropa depende de la temperatura e independiente de la presin.Para lquidos que se expanden considerablemente con un gran cambio de temperatura, puede ser necesario considerar los efectos del cambio de volumen.Su variacin entrpica viene dada por la siguiente ecuacin:

5.La entropa para lquidos y slidos usualmente se encuentran en tablas6.En un proceso isoentrpicode sustancias incompresibles, la temperatura permanece constante:

TABLAPropiedades del metano lquidoTemperaturaT,KPresinP,MPaDensidadr,kg/m3Entalpah,kJ/kgEntropaS, kJ/kg.KCalor especficoCp, kJ/kg.K1100.5425.3208.34.8783.4761.0425.8209.04.8753.4712.0426.6210.54.8673.4605.0429.1215.04.8443.4321200.5410.4243.45.1853.5511.0411.0244.15.1803.5432.0412.0245.45.1713.5285.0415.2249.65.1453.486

Cambio de entropaDe gases ideales

ya!... ya! ... me convenciste!...SI LE ENTRO Al ESTUDIODE LA ENTROPA Y SUS CAMBIOS!!ENERGA LIBRE DE GIBBS Y HELMHOLTZEnerga libreEs la energa disponible para transformarse en trabajo Ej.Si en una reaccin particular se libera energa til (G es negativo) a reaccin es espontanea, porque no requiere entonces una adiccin de energa externa como calor o cintica ( G es positivo). Es una propiedad extensiva.ENERGIA LIBRE DE GIBBSJ. Willard Gibbs(18391903)

Fsico norteamericano. En 1854 ingres en Yale, donde consigui premios a la excelencia en Latn y Matemticas.

En la termodinamica quimica de reacciones y en los procesos n ciclicos existe cuatro cantidades utiles llamadas POTENCIALES TERMODINAMICOS.Los cuatro potenciales termodinamicos estan relacionados entre si, por medio de las compenaciones que representan los terminos de la energia en el ambiente TS y el trabajo de expansion PV. UFHG- TS+ PVSu expersion y la variacion de la misma con las variables de estado y otras propiedades termodinamicas fue desarrollada por Josian Willard Gibbs quien lo llamo potencial termodinamico. Lord Kelvin la llamo energia aprovechable. En muchos textos se le denomina energia libre de Gibbs la energia libre de Gibbs sirve para calcular si una reaccion ocurre de forma espontanea tomando en cuenta solo variable del sistemaPodemos definirla como:G = H TS

Que es una funcion de estado pues depende de otras funciones de estado que a su vez depende exclusivamente de las propiedades del sistema.La definicion de la energia libre de gibbs fue realizada en el supuesto que el calor era transferido por una trayectoria a P constante, para la cual Qv = U, la energia interna.ENERGIA LIBRE DE HELMHOLTZEnergia libre de helmholtzHermann Von Helmholtz llamo energia libre a la funcion de trabajo A y durante mucho tiempo se utilizo este nombre. Se prefiere denominarla funcion de trabajo.Denominada tambien funcion de helmholtz, es una magnitud extensiva del sistema, funcion de estado y potencial termodinmico y que por tanto, no depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema.Se usa para ver que procesos son expontaneos en condiciones de temperatura y volumen constantes.Se define porF = U TS

Donde:F = energia de helmholtzU = energia internaT = temperatura absoluta S = entropia finalSi se crea un estado final mas desordenado (mayor entropia) se requiere menos trabajo para crearlo. Asi pues la energia libre de Helmholtz es una medida de la cantidad de energia que tenemos que poner en un sistema para crearlo, una vez que ya se ha efectuado la transferencia espontanea de energia del medio ambiente.

EFICIENCIA DE LOS PROCESOS TERMODINAMICOSDEPOSITO DE ENERGIA TERMICAEn el desarrollo de la segunda ley de la termodinmica es necesario tener una capacidad de energa trmica (masa por calor especifico) grande que pueda suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin que sufra ningn cambio de temperatura.MAQUINAS TERMICASEs un dispositivo que convierte energa trmica en otras formas tiles de energa, como la energa elctrica y/o mecnica.

Las maquinas trmicas difieren considerablemente unas de otras, aunque todas se caracterizan por lo siguiente:1) Reciben calor de una fuente de alta temperatura.

2) Convierten parte de ese calor en trabajo.

3) Liberan el calor.

Las diferentes cantidades que muestra esta figura son: Qen : cantidad de calor suministrada al vapor en la caldera desde una fuente de alta temperatura. Qsal : cantidad de calor liberado del vapor. Wsal : cantidad de trabajo entregado por el vapor cuando se expande en la turbina.Wen : cantidad de trabajo requerido para comprimir el agua ala presion de la caldera.

EFICIENCIA TERMICALA FRACCION DE LA ENTRADA DE CALOR QUE SE CONVIERTE EN LA SALIDA DE TRABAJO NETO.ES UNA MEDIDA DEL RENDIMIENTO DE UNA MDIDA TERMICARENDIMIENTO = SALIDA DESEADA ENTRADA REQUERIDA

EN LAS MAQUINAS TERMICAS LA SALIDA DESEADA ES LA SALIDA DE TRABAJO NETO, Y LA ENTRADA REQUERIDA ES LA CANTIDAD DE CALOR SUMINISTRADO AL FLUIDO DEL TRABAJO.

n1 = W neto, sal Q en 2DA LEY DE LA TERMODINMICA: ENUNCIADO DE KELVIN-PLANCKEl enunciado de Kelvin-Planck del segundo principio de la termodinmica es el siguiente: Es imposible construir una mquina que, operando ciclicamente, produzca como nico efecto la extraccin de calor de un foco y la realizacin de una cantidad equivalente de trabajo.Cuando se estudian las mquinas trmicas se obtiene que el rendimiento de estas mquinas viene dado por:

DONDE:W : el trabajo neto realizado por la mquina Qc : el calor que absorbe del foco caliente para realizar dicho trabajo. Qf : el calor de desecho que es entregado al foco fro (normalmente el ambiente).

PROCESOS ENDOTRMICOS Un proceso endotrmico es donde el sistema absorbe calor, durante este proceso fluye calor hacia adentro del sistema desde su entorno; ejemplo, la fusin del hielo es un proceso endotrmico.

PROCESOS EXOTRMICOSProceso en donde se produce desprendimiento de calor , durante este proceso fluye calor hacia afuera del sistema, es decir hacia el entorno.

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