Determinación Del Cambio De Entropía En Un Sistema Aislado

Determinación del cambio de entropía en un sistema aislado

Laboratorio de Fisicoquímica I.

RESUMEN: La variación de entropía es el criterio que permite establecer el sentido en que se producirán un proceso determinado que cumpla con el primer principio de la termodinámica.

Palabras Claves: calor transferido, entropía.

ABSTRACT: In entropy est criteria pro stabilienda sensu producunt particularis processus occurret illa prima lex Finibus Bonorum Et Malorum.

Keywords: heat transfer, enthalpy.

INTRODUCCION

La entropía está relacionada con la aleatoriedad del movimiento molecular (energía térmica) , por esto, la entropía de un sistema no decrece si no hay cierta interacción externa. Ocurre que la única manera que el hombre conoce de reducir la energía térmica es transferirla en forma de calor a otro cuerpo, aumentando así la energía termia del segundo cuerpo y por ende su entropía.

Por otro lado transfiriendo energía térmica es posible reducir la entropía de un cuerpo. Si esta transferencia de energía es reversible, la energía total permanece constante, y si es irreversible la entropía aumenta.

De lo anterior se concluye que el calor es un flujo de entropía. En el caso de la transferencia de energía mecánica trabajo, no hay un flujo directo de entropía.

Si la transferencia de energía mecánica en un sistema se realiza con irreversibilidad se producen aumentos de entropía en el sistema, es decir se generan entropía. Esta generación de entropía trae consigo una perdida de trabajo utilizable debido a la degradaciones la energía mecánica producido por la irreversibilidades presentes como lo es el roce

OBJETIVOS

Observar la perturbación molecular

Ver la variación térmica en un sistema caliente y otro frio, en el transcurso del tiempo.

MARCO TEÓRICO

Todos los procesos reales son irreversibles. Se producen a una velocidad con diferencia s finitas de temperatura y de presión entre loa diferentes partes de un sistema o entre un sistema y el medio ambiente. En mecánica se introducen los conceptos de energía, cantidad de movimiento y otros por que se conservan. La entropía no se conserva , sin embargo, excepto en los procesos reversibles y esta propiedad no familiar, o falta de propiedad de la función entropía, es una razón del por que existe cierto misterio sobre el concepto de entropía. 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 del 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. De donde ha salido esta entropía adicional?. La respuesta es que ha sido creada durante el proceso de mezcla. Por otra parte, una vez que fue creada, la entropía no puede ser destruida. El universo debe cargar con este aumento de entropía.

“La energía no puede ser creada ni destruida”, nos dice el primer principio de la termodinámica. “ La entropía no puede ser destruida, pero puede ser creada”, nos dice el segundo principio.

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

ΔS= ∫ A B dQ T

Como veremos en los ejemplo, la variación de entropía ΔS es siempre positiva para el sistema y sus alrededores en un proceso irreversible.

La entropía de un sistema aislado que experimenta un cambio siempre se incrementa. En un proceso reversible la entropía del sistema aislado permanece constante.

MATERIALES

Calorímetro, termómetro, placa calefactora, probeta de 100.0 mL, 2 vasos de precipitados de 50.0 mL, estufa, balanza analítica.

PROCEDIMIENTO:

Se Colocó en el calorímetro 200 mL de agua a temperatura ambiente Ta, calentamos en un vaso de precipitados 200 mL de agua hasta una temperatura de 50°C. Adicionamos el agua caliente al calorímetro, cerrándolo inmediatamente. Anotamos la temperatura a intervalos de un 15 s durante 4 minutos, repitiendo el experimento 1 vez más.

RESULTADOS:

Tabla 1: 200mL de Agua a 27.8ºC y 200mL de Agua a 50.0ºC.

Tabla 2: 200mL de Agua a 27.8ºC y 200mL de Agua a 49.9ºC.

Tabla 1:

T (ºC) Tiempo (min)

50,0 0

31,1 0,15

30,8 0,30

30,5 0,45

30,1 1

29,9 1,15

29,9 1,30

29,9 1,45

...