Termodinamica

5,5 pueden aproximarse como sustancias incompresibles dado que sus volúmenes específicos permanecen casi constantes durante un proceso. Por lo tanto, dv ∼= 0 para líquidos y sólidos, y para este caso la ecuación 3.5 se reduce a:

Ya que cP = cV = c y du = c dT para sustancias incompresibles. Entonces el cambio de entropía durante un proceso es determinado por integración como.Donde cprom es el calor específico promedio de la sustancia a lo largo de un intervalo de temperatura dado. Observe que el cambio de entropía de una sustancia verdaderamente incompresible sólo depende de la temperatura y es independiente de la presión.

La ecuación 3.8 puede usarse para determinar con exactitud razonable los cambios de entropía de sólidos y líquidos. Sin embargo, para líquidos que se expanden considerablemente con la temperatura, puede ser necesario tomar en cuenta los efectos de cambio de volumen en los cálculos. Éste es el caso sobre todo cuando el cambio de temperatura es grande.

Una relación para procesos isentrópicos de líquidos y sólidos se obtiene igualando la relación del cambio de entropía a cero, lo que da:

Es decir, la temperatura de una sustancia verdaderamente incompresible permanece constante durante un proceso isentrópico. Por consiguiente, el proceso

isentrópico de una sustancia incompresible es también isotérmico. Este comportamiento se acerca mucho a líquidos y sólidos.

5.8 Balance general de entropía.

BALANCE DE ENTROPIA

La propiedad entropía es una medida del desorden molecular o aleatoriedad del sistema, y la segunda le de la termodinámica establece que la entropía puede crearse pero no destruirse. Por consiguiente el cambio de entropía de un sistema durante un proceso es igual a la transferencia de entropía neta a través de la frontera y la entropía generada dentro de este, o sea:

ΔS = “S” entrada – “S” salida + “S” generada en donde S entrada – S salida representa la transferencia de entropía neta a través de la frontera.

BALANCE DE ENTROPIA PARA VOLUMENES DE CONTROL

Las relaciones de balance de entropía para volúmenes de control difieren de la de los sistemas cerrados en que en aquellos se involucra un mecanismo más de intercambio de entropía flujo másico a través de las fronteras. La masa posee tanto energía como entropía y las cantidades de estas dos propiedades extensivas son proporcional a la cantidad de masa el balance de entropía es:

Proceso isentrópico de gases ideales

Se denomina proceso isentrópico a aquel proceso en el cual la entropía del sistema permanece incambiada. La palabra isoentrópico se forma de la combinación del prefijo “iso” que significa “igual” y la palabra entropía.

Si un proceso es completamente reversible, sin necesidad de aportarte energía en forma de calor, entonces el proceso es isentrópico.

En los procesos isentrópicos o reversibles, no existe intercambio de calor del sistema con el ambiente, entonces se dice que el proceso es también adiabático.

Para lograr que un proceso reversible sea isoentrópico, se aísla térmicamente el sistema, para impedir el intercambio de calor con el medio ambiente.

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