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7/25/2019 La Entropa.pdf

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La Entropa

Objetivos.

Objetivo General.

Realizar el anlisis de entropa presentes en los diferentes campos deaplicacin.

Objetivo Especfico.

Analizar las caractersticas de los cambios de la entropa.

Saber cuales son las eficiencias de la Isoentrpicas en las diferentesmaquinarias.

Realizar una aplicacin de balance de entropa y encontrar lageneracin, aplica en un motor de combustin interna.

Marco Terico

1. Entropa.

Caractersticas asociadas a la entropa.

La entropa es una propiedad extensiva de un sistema y a veces es llamadaentropa total, mientras que la entropa por unidad de masa ses una propiedad

intensiva y tiene la unidad KJ/KgK. El termino de entropa es utilizado para lasdos.

La entropa se define solamente para estados de equilibrio.

Solamente pueden calcularse variaciones de entropa. Por convenienciase considera nula la entropa de una sustancia en algn estado dereferencia conveniente

La entropa puede calcularse como una funcin de las variablestermodinmicas del sistema, tales como la presin y la temperatura o lapresin y el volumen.

La entropa en un sistema aislado aumenta cuando el sistema

experimenta un cambio irreversible.

2. Cambio de Entropa.

El cambio de entropa de un sistema, durante un sistema puede determinarserealizando la integracin de la ecuacin y dando como resultado una ecuacinpara poder determinar en un punto que va desde 1 a 2.

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integrando esta ecuacin se obtiene:


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Los valores absolutos de entropa son determinados, por la tercera ley de latermodinmica, a la entropa de una sustancia se le puede asignar un valor

cero, en algn estado de referencia arbitrariamente seleccionados mientrasque el valor de entropa para otros estados puede determinarse mediante laecuacin, se elige el estado 1 como referencia (S=0), y el estado 2 la entropaque va a ser determinada.

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Para realizar el anlisis de la integra se debe conocer la relacin entre Q y T,en un proceso esta relacin siempre no esta presente ya que se debe calcular

mediante las tablas, adems la integral se aplica para algunos casos. Laentropa es una propiedad por ende tiene valores fijos. Es por eso que elcambio de entropa !! entre dos estados es el mismo, sin importar latrayectoria que tome, reversible o irreversible, se sigue durante la realizacindel proceso.

3. Eficiencia Isoentrpica.

Las eficiencias Isoentrpicas estn definidas en distinta forma para diversosdispositivos, ya que cada uno tienen tareas diferentes a realizar, esta eficienciasiempre es menor que la unidad es por eso la razn de criterios diferentes de

eficiencia Isoentrpica, para los elementos que requieren trabajo de entrada ylos que producen trabajo.

3.1 Eficiencia Isoentrpica de turbinas

Es la relacin entre la salida de trabajo real de la turbina y la salida de trabajoque se lograra si el proceso entre el estado de entrada y la presin de salidafueran isoentrpicos.La salida de trabajo de una turbina adiabtica entonces se vuelve simplementeel cambio en la entalpia, entonces se tiene:

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donde:!!!!!!!!!


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son los valores de entalpa en el estado de salida, para los procesos real eisoentrpico.

3.2 Eficiencia Isoentrpica de compresores y bombas.

Se define como la relacin entre el trabajo de entrada requerido para elevar lapresin de un gas a un valor especificado de una manera isentrpica y eltrabajo de entrada real. Se puede observar queWs es menor a Wa, es por eso que el rendimientono es 100%.

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Cuando los cambios de energa cintica ypotencial del gas son insignificantes, mientraseste comprimido, el trabajo de entalpia para uncompresos es como indica la ecuacin.

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Cuando los cambios de energa cintica y potencial del gas son insignificantes,mientras este comprimido, la eficiencia de una bomba se define como:

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3.3 Eficiencia Isoentrpica de toberas y aceleradoras.

La relacin entre la energa cintica real del fluido a la salida de una tobera y elvalor de la energa cintica, a la salida de una tobera isentrpica para losmismos el estado de entrada y la presin de salida.

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El balance de energa para este dispositivo deflujo estacionario se reduce a:

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Realizando la expresin en trminos de entalpia.

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4. Balance de Entropa.

La segunda ley establece que la entropa puede crearse pero no destruirse, elcambio de entropa de un sistema durante un proceso es mayor a latransferencia de entropa en una cantidad igual a la entropa generada duranteel proceso dentro del sistema, entonces el principio de incremento de entropapara cualquier sistema se expresa: Se denomina el cambio de entropa de unsistema durante un proceso es igual a la transferencia de entropa neta atravs de la frontera del sistema y la entropa generada dentro de ste.

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La determinacin de cambio de entropa de un sistema durante un procesoimplica evaluar la entropa del sistema tanto al principio como al final delproceso y calcular su diferencia.

Cambio de entropa = Entropa en el estado final Entropa en el estado inicial

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como la entropa es una propiedad su valor no cambia a menos que el estadodel sistema cambie, as el cambio de entropa de un sistema es cero.

! Transferencia de entropa por transferencia de calor.

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! Transferencia de entropa por trabajo.

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! Transferencia de entropa por transferencia de masa.

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! Generacin de Entropa

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5. Aplicacin.

Un motor de combustin interna opera con una temperatura en el interior del cilindro a2000C, y en el exterior con una temperatura de 100C. El motor genera una potencia de

103 HP. Calcular la generacin de entropa en el sistema indicado.

a) Datos b) Determinar c) Suposiciones

!!"#$ ! !"""!" !!"# Proceso Estable

!!"#$ ! !"#!" ! !"!!"#!" Aire Gas Ideal!!"#$ ! !""!" Proceso Reversible

d) Esquema

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e) Anlisis

Se calcula la variacin de entropa.

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Se realiza el balance de entropa

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6. Conclusiones.

! Las eficiencias Isoentrpicas , no son todas iguales para cada una delas maquinas cada una esta determinada por su ecuacin.

! La generacin de entropa depende del medio que se vaya a realizar elanlisis, es decir la generacin es la movilidad de energa en el sistema.

! Con el ejemplo realizado se puedo aplicar los temas estudiados en elpresente trabajo.

7. Bibliografa.

http://www.cec.uchile.cl/~roroman/pag_2/ENTROPIA.HTM#conhttp://www.slideshare.net/trpois/entropia-14442723

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