Trabajo Colaborativo 2 Termodinamica

TERMODINAMICA

TRABAJO COLABORATIVO 2

TUTOR: RUBEN DARIO MUNERA TANGARIFE

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

2014

INTRODUCCION

Este trabajo nos permitió trabajar con la segunda Ley de la Termodinámica, Los ciclos Termodinámicas y las Aplicaciones Termodinámicas lo cual afirma que los procesos suceden en cierta dirección y que la energía tiene calidad así como cantidad.

La segunda ley Termodinámica es una de las leyes más importantes de la física; aun pudiéndose formular de muchas maneras todas llevan a la explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía.

De igual forma determinaremos que un proceso no es posible a menos que satisfaga tanto la primera como la segunda leyes de la termodinámica.

OBJETIVOS

Objetivo General

Aplicar de manera práctica los conceptos expuestos por la segunda ley de la termodinámica y conocer sus aplicaciones en un sistema.

Objetivos específicos

Determinar el cambio de entropía en sistemas termodinámicos.

Determinar el proceso a que está siendo sometido un sistema

Identificar el proceso cíclico en un sistema termodinámico

Conocer cada uno de los temarios que hacen parte de la Segunda Ley de la Termodinámica.

Comprender paso a paso el desarrollo de las diferentes aplicaciones que se presentan en la Segunda Ley de la Termodinámica.

SISTEMA TERMODINAMICO

PARA EL MISMO SISTEMA TERMODINÁMICO QUE ENTREGÓ EN EL TRABAJO DE LA UNIDAD UNO, DE ACUERDO CON EL TIPO DE PROCESO A QUE ESTÁ SIENDO SOMETIDO (ISOTÉRMICO, ISOBÁRICO, ISOCÓRICO O ADIABÁTICO), DETERMINE EL CAMBIO DE ENTROPÍA, EN DONDE SE MUESTRE CLARAMENTE EL PROCEDIMIENTO UTILIZADO.

SISTEMA CERRADO O MASA DE CONTROL

Consiste en una cantidad fija de masa que de ella puede cruzar su frontera, ninguna masa puede encontrar o abandonar un sistema cerrado pero la energía en forma de calor o trabajo puede cruzar la frontera y el volumen de un sistema cerrado no tiene que ser fijo.

Un sistema cerrado es aquel que solo utiliza sus propios recursos. En un sistema cerrado solo se puede generar trabajo, a costa de las inhomogeneidades del sistema. Una vez consumida las concentraciones el sistema llega al punto medio, con entropíamáxima, y ya no se puede obtener trabajo útil.

Ejemplos de sistemas cerrados: UNA OLLA A PRESIÓN que no permita el escape de gases, en el laboratorio un reactor.

Puede intercambiar energía pero no materia con su entorno. Por ejemplo en una olla a presión con la válvula cerrada no hay intercambio de materia con el exterior, pero sí de energía, ya que el fogón de la cocina calienta la olla y el interior.

TIPO DE PROCESO AL QUE ESTA SIENDO SOMETIDO

UN PROCESO ISOBÁRICO es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso, queda expresada como sigue:

Q: Calor Transferido

U: Energía Interna

P: Presión

V: Volumen

En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.

DETERMINE EL CAMBIO DE ENTROPÍA, EN DONDE SE MUESTRE CLARAMENTE EL PROCEDIMIENTO UTILIZADO.

Se toma 1L de agua en una olla a presión a 20 °C, la cual es sometida a calentamiento hasta evaporar completamente el agua. Se desea determinar la entropía sucedida en el proceso, se tiene:

〖cp〗_agua=75.3 J⁄(mol °K) , y 〖∆H〗_(v(H2O 373 °K))=40292 J⁄(mol °K)

Se calienta el agua de 20 °C a 100°C

se calcula el cambio de entalpia.

〖cp〗_(aagua=) (75.3 J)/(mol °K)*(1 mol)/(18 gr)=4.183 J/(gr °K),

〖∆H〗_v(H2O 373 °K) =(40292 J)/mol*(1 mol)/(18 gr)=2238 J⁄gr

∆H=m_agua*cp*∆T

∆H=1000 gr*4.183 J⁄(gr °K)*(373°K-293°K)=418300J

Se calcula el cambio de entropía

〖∆S〗_1=m_agua*cp*ln⁡(T_f/T_i )

〖∆S〗_1=1000gr*4.183 J⁄(gr °K)*ln⁡((373°K)/(273°K))=1305.5 J⁄K

Transformación de agua líquida en vapor a temperatura constante

〖∆H〗_v=Q_v=2238 J/gr*1000 gr H2O=2238000 J

〖∆S〗_2=〖∆S〗_(vap 373 °K)=〖∆H〗_vap/T

〖∆S〗_2=(2238000 J)/(373 °K)=6000 J⁄(°K)

Hallamos la entropía total

〖∆S〗_total=〖∆s〗_1+〖∆s〗_2

〖∆S〗_total=1305.5 J⁄(°K)+6000 J⁄(°K)=7305.5 J⁄(°K)

El cambio de entropía para el sistema es de 7305.5 J⁄(°K)

PARA EL MISMO SISTEMA TERMODINÁMICO DETERMINE SI PUEDE SER SOMETIDO A UN PROCESO CÍCLICO Y DE NO SER POSIBLE ENTONCES DEFINA OTRO SISTEMA TERMODINÁMICO EL CUAL PUEDE SER SOMETIDO A UN PROCESO CÍCLICO. REALICE CÁLCULOS TERMODINÁMICOS A ESTE PROCESO CÍCLICO

Considerando

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