EL PRINCIPIO DE INCREMENTO DE ENTROPÍA

5.1 EL PRINCIPIO DE INCREMENTO DE ENTROPÍA

Este principio estudia el efecto de la transferencia de calor en el entorno en el cambio de estado así como de la masa de control el mejor ejemplo que se puede tomar es cuando desde el entorno que esta a una temperatura transfiere calor a la masa de control y esta a su vez produce un trabajo si la temperatura del entorno es mayor que la de la masa de control la transferencia será positiva pero si al contrario la temperatura de la masa es mayor que la del entorno la transferencia de calor será negativa.

Este principio lo que presenta, en los únicos procesos que se podrían realizar son aquellos donde hay un incremento de la entropía por el cambio neto positivo de la masa de control y el entorno y determina que este proceso no podría llevarse a la inversa por que la entropía siempre se mantendrá en expansión.

Con respecto a la eficiencia en la segunda ley estaba determinada por la energía que se busca entre la energía que cuesta o sea:

ð Térmica = W (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - Ql

Qh (Energía que cuesta) Qh Qh

Para la entropía este término se utiliza para el diseño de dispositivos como una turbina donde se toma el comportamiento real de la turbina la cual no es adiabática del todo ya que hay una transferencia de calor hacia el entorno y de donde obtendremos un trabajo real (WR) y lo dividimos entre el trabajo producido por una turbina ideal o sea adiabática reversible (Wi) así:

ð Turbina = WR

5.2 DIAGRAMA T-S Y H-S

DIAGRAMA T-S

Al definirse la entropía como una función de estado de un sistema, se hace posible describir el estado de dicho sistema, así como los procesos reversibles que en él ocurren, a través de un diagrama en el cual se representa la temperatura del sistema frente a su entropía.

Este es el llamado diagrama T-S en el cual se sitúa la entropía en el eje de abscisas y la temperatura en el de ordenadas. A menudo, en lugar de la entropía, como propiedad extensiva, se emplea la entropía específica (por unidad de masa o por mol) como variable en el eje de abscisas.

Este diagrama es análogo al diagrama PV para un gas ideal, con una diferencia esencial: mientras que un diagrama PV es específico para sistemas mecánicos y no puede aplicarse a otros sistemas termodinámicos, como un paramagnético (para el cual las variables son el campo magnético y la imanación), el diagrama TS posee validez universal, ya que se basa en dos propiedades fundamentales, la temperatura, establecida mediante el Principio Cero de la Termodinámica, y la entropía, definida a partir del Segundo Principio. Por ello, un ciclo de Carnot se representa de la misma forma en un diagrama TS, independientemente de que se trate de un gas ideal, un ciclo de agua y vapor, una sustancia paramagnética o cualquier otra.

No obstante, cuando se trata de un proceso específico en un sistema concreto (por ejemplo, un enfriamiento a presión constante en un gas ideal), la curva resultante en el diagrama TS será característica de dicho sistema y no aplicable a otros diferentes.

DIAGRAMA H-S

También es diagrama común, pues permite representar con facilidad evoluciones reales y estudiar las variaciones de entalpía. Esto último es clave al momento de estudiar intercambios de calor y trabajo basándose en el primer principio.

5.3 LAS RELACIONES TDS

Las relaciones TDS permiten determinar la variación de la entropía a través de trayectorias reversibles. Pero los resultados obtenidos son válidos tanto para procesos reversibles como irreversibles, debido a que la entropía es una propiedad y el cambio en una propiedad entre dos estados es independiente del tipo de proceso que sufre el sistema. Para obtenerlas, se parte de la primera ley y se considera que el proceso es reversible:

Primera ley δQ=dU+δW

Si el proceso es reversible

Sustituyendo en la ecuación de la Primera Ley

De la definición de entalpía

Derivando esta expresión

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