Transcript “2º Ley de la Termodinámica”. ”Concepto de Entropía” Montoya *Recordando:  La termodinámica es una ciencia macroscópica que estudia el calor, el trabajo, la energía y los cambios.

“2º Ley de la
Termodinámica”.
”Concepto de
Entropía”
Montoya
*Recordando:

La termodinámica es una ciencia macroscópica
que estudia el calor, el trabajo, la energía y los
cambios que ellos producen en los estados de los
sistemas.

La termodinámica estudia las relaciones entre las
propiedades macroscópicas de un sistema.

La termodinámica envuelve 3 leyes principales: la
Ley Cero, referente al concepto de temperatura, La
Primera Ley de la Termodinámica, que nos habla
del principio de conservación de energía y La
Segunda Ley de la Termodinámica, que nos define
el concepto de la Entropía.
*La Segunda Ley de la
Termodinámica:

La
primera
ley
de
la
Termodinámica nos dice que la
energía se conserva. Sin
embargo podemos imaginar
muchos procesos en que se
conserve la energía, pero que
realmente no ocurren en la
naturaleza. Si se acerca un
objeto caliente a uno frío, el
calor pasa del caliente al frío y
nunca al revés. Si pensamos
que puede ser al revés, se
seguiría conservando la energía
y se cumpliría la Primera Ley.
“Enunciados de la 2º Ley”:


Kelvin Planck: No es posible un proceso
cuyo único resultado sea la absorción de
calor procedente de un foco y la conversión
de este calor en trabajo.
Clausius: No es posible proceso alguno cuyo
único resultado sea la transferencia de calor
desde un cuerpo frío a otro más caliente. En
base a este principio, Clausius introdujo el
concepto de “Entropía”.

La palabra Entropía fue utilizada por
primera vez por Clausius en 1850 para
calificar el grado de desorden de un
sistema. Por tanto la 2º Ley de la
Termodinámica dice que los sistemas
aislados tienden al desorden.

Entropía es una medición de la
cantidad de restricciones que existen
para que un proceso se lleve a cabo y
nos determina también la dirección de
dicho proceso.

La Entropía es una magnitud que
mide la parte de la energía que no
puede utilizarse para producir trabajo.
“La Entropía, El Desorden y El Grado
de Organización”:

Vamos a imaginar que tenemos una
caja con 3 divisiones ; dentro de la
caja y en cada división se
encuentran tres tipos diferentes de
canicas: azules, amarillas y rojas,
respectivamente.

Las divisiones son movibles así que
decidimos quitar la primera de ellas,
la que separa a las canicas azules de
las amarillas.

Lo que estamos haciendo dentro del punto de vista
de la entropía es quitar un grado o índice de
restricción a mi sistema.

Antes de que quitáramos la primera división, las
canicas se encontraban separadas y ordenadas en
colores: en la primera división las azules, en la
segunda las amarillas y en la tercera las rojas,
estaban restringidas a un cierto orden.

Al quitar la segunda división, estoy quitando
también otro grado de restricción. Las canicas se
han mezclado unas con otras de tal manera que
ahora no se las pueden tener ordenadas pues las
barreras que les restringían han sido quitadas.

La entropía de este sistema ha aumentado al
ir quitando las restricciones, pues
inicialmente había un orden establecido y al
final del proceso (el proceso en este caso, es
quitar las divisiones de la caja) no existe
orden alguno dentro de la caja.

“La entropía es en este caso una medida del
orden (o desorden) de un sistema o de la
falta de grados de restricción”.

Caja con todas las
divisiones, menos
cantidad de Entropía.

Caja sin división, más
cantidad de Entropía.
“Tendencia Natural hacia el Desorden”

En sistemas físicos compuestos por una gran
cantidad de objetos, la naturaleza parece
favorecer el desorden frente al orden.

Es decir, si tenemos inicialmente unos cuantos
objetos ordenados de determinada forma, y se
aísla el sistema de influencias externas, éste
sistema tiende a desordenarse a medida que el
tiempo pasa.
***Ejemplo:


Consideremos,
por
ejemplo, una caja con
dos
compartimentos
que contiene un gas
caliente a un lado y otro
frío al otro lado (1-a).
Si
retiramos
la
separación (1-b), con el
tiempo, los dos gases se
mezclan íntimamente
(1-c), dando lugar a un
gas templado con una
única temperatura (1-d).
“Entropía Procesos Reversibles e
Irreversibles”:
Se puede definir un proceso reversible, como aquel
que se puede invertir y dejar a un sistema
determinado con las mismas condiciones iniciales.
 Y como proceso irreversible, aquel que no se
puede invertir y el proceso no pude volver a sus
condiciones iniciales.
* La Entropía no se conserva, excepto en los
procesos reversibles, y esta propiedad no familiar
es la razón del por qué existe cierto misterio con el
término de Entropía.

*** “Dato Curioso”:
•
Cuando se mezcla un vaso de agua
caliente con uno de agua fría, el calor
entregado por el agua caliente, es
igual al recibido por el agua fría, sin
embargo la Entropía de agua caliente
disminuye y la del agua fría aumenta;
pero el aumento es mayor que la
disminución por lo que la Entropía
total del sistema aumenta.
* Pero... ¿De dónde ha salido esta
entropía adicional? La respuesta es
que ha sido creada en el proceso de
mezcla. Por otra parte una vez creada
la Entropía no puede ser destruida, el
Universo debe cargar con este
aumento de Entropía.
* “ La energía no puede ser creada ni destruída”,
nos dice el 1º principio de la termodinámica “La
Entropía no puede ser destruida, pero puede ser
creada”, nos dice el 2º principio.
“Fórmula de Entropía”

Se define Entropía como:
S = Qrev/T: Qrev es el calor involucrado en
proceso reversible a una temperatura T

Las unidades de esta función de estado serán:
cal/grado = u.e. (Unidad Entrópica)

Muchas gracias.