Transcript Cambio de Entropía en un proceso Isobárico

PRESENTACION
Procesos Isobáricos
MAESTRIA ENSEÑANZA DE LA FISICA
• AUTOR : Ing. Gabriel Castro R.
• e-mail: [email protected]
[email protected]
Profesor: Msc. JORGE FLORES H
Primera ley de la Termodinámica
definición
La energía no se crea ni se destruye, sólo
se transforma.
U = Q - W
En cualquier proceso termodinámico, el
calor neto absorbido por un sistema es
igual a la suma del equivalente térmico del
trabajo realizado por el sistema y el
cambio en la energía interna del mismo
Diagrama P-V
•Cuando un proceso termodinámico implica cambios
en el volumen y/o en la presión, el trabajo realizado
por el sistema es igual al área bajo la curva en un
diagrama P-V.
W  Fx
F
P   F  PA
A
W  PAx
W  PV
Cambio de Entropía en un proceso Isobárico
•Es una propiedad de las sustancias que permite
determinar la reversibilidad de los procesos.
•Se define mediante la siguiente expresión:
dS = (δQ/T) rev
Para los procesos reales, que son irreversibles, la
segunda ley conduce a que
dS > (δQ/T)
Por ello, los cambios de entropía permiten
determinar si un proceso es reversible o no.
La función de estado cuya variación en un proceso
determina en qué sentido tiene lugar, es la
entropía (S).
La mide el grado de desorden o de orden del
sistema y depende únicamente de los estados
inicial y final de dicho sistema.
Numero de moles
definición
•Un mol de cualquier sustancia
contiene 6.023x1023 moléculas
de esa sustancia y pesa la masa
en gramos de la molécula de la
que
está
compuesta
la
sustancia.
El mol no es ninguna abreviatura. Mol es una unidad
que está relacionada con la cantidad de sustancia
que tenemos (átomos, moléculas, partículas en
general).
Para determinar el número de moles de una
sustancia se tiene entonces la siguiente formula:
n = m/M
Donde:
n= numero de moles
m= masa del compuesto (o elemento)
M= peso molecular o peso atómico
(según sea el caso).
Declarar que es calor específico a presión
cte.
El calor específico es una magnitud física que se define
como la cantidad de calor que hay que suministrar a la
unidad de masa de una sustancia o sistema
termodinámico para elevar su temperatura en una
unidad (kelvin o grado Celsius).
Generalmente esta cantidad es independiente de la
temperatura y, por tanto, solo cambia con la masa del
cuerpo considerado y con la composición química.
El calor especifico informa sobre la mayor o menor
facilidad de las sustancias para aumentar su
temperatura.
En consecuencia, si es necesario suministrarle la
energía ΔQ para que aumente su temperatura en
ΔT, la capacidad calorífica (C) se escribirá:
C = Δ Q Δ T
Se mide en J/(kg · K) en el SI. También se puede
expresar en cal/(g · °C).
La cantidad de calor necesaria para que una masa m
de una sustancia aumente su temperatura desde T1
hasta T2 se expresa entonces así:
Q = m · ce · (T2 - T1) = m · ce · ΔT
cambio de temperatura
TEMPERATURA
Toda la materia está formada por partículas en
continua agitación:. incluso los sólidos, que a simple
vista parecen estar en reposo, la tienen.
En los sólidos las vibraciones son pequeñas. Si la
energía de agitación es muy grande, se pueden llegar
a romper los enlaces entre las moléculas y entre los
átomos.
Las partículas se desenlazan y vibran libres, rotan,
chocan entre si y contra las paredes del recipiente.
Este estado de la materia se llama gaseoso. El gas
trata de ocupar todo el volumen del recipiente que lo
contiene: trata de expandirse.
En un gas la temperatura es una magnitud (algo que
podemos medir) que se relaciona con la medida de la
velocidad media con que se mueven las partículas (por
lo tanto con su energía cinética o nivel de agitación).
Por lo tanto la temperatura no depende del número de
partículas que se mueven sino de su velocidad media: a
mayor temperatura mayor velocidad media. No depende
por tanto de la masa total del cuerpo
La temperatura es una magnitud que refleja el nivel
térmico de un cuerpo (su capacidad para ceder
energía calorífica) y el calor es la energía que pierde o
gana en ciertos procesos (es un flujo de energía entre
dos cuerpos que están a diferentes temperaturas).
Nivel térmico es el nivel de agitación. Comparando los
niveles térmicos sabemos hacia donde fluye el calor.
La temperatura refleja el nivel térmico de un cuerpo
e indica el sentido en que fluye el calor.
Proceso isobárico
Si la presión no cambia durante un proceso, se
dice que este es un proceso isobárico.
Un ejemplo, es la ebullición del agua en un
recipiente abierto. Como el contenedor esta
abierto, el proceso se efectúa a presión
atmosférica constante.
Si no hay cambio de fase, una temperatura
constante indica que no hay cambio en la
energía interna.
U  0
Q  W
Proceso
Isobárico
W=PV
W=P(Vf-Vi)
-Vi)
Un proceso termodinámico implica cambios en el
volumen y/o presión.
El trabajo realizado por el sistema es igual al área bajo
la curva, diagrama P-V
Declarar el cambio de Entropía proceso
isobárico
Para calcular las variaciones de entropía de un
proceso real (irreversible) hemos de recordar que la
entropía (como la energía interna) depende solamente
del estado del sistema. Una variación de entropía
cuando el sistema pasa de un estado A a otro B de
equilibrio depende solamente del estado inicial A y
del estado final B.
Para calcular la variación de entropía ΔS de un
proceso irreversible entre dos estados de equilibrio,
imaginamos un proceso reversible entre el estado
inicial A y el estado final B y calculamos para este
proceso
Escribir la expresión matemática de la fórmula para el
cambio de entropía para un proceso isobárico
Proceso Isobárico Reversible
P=cte.
Si Cp es constante en el rango de T en que ocurre
el proceso:
si no hay cambio de fase