1. 1. UNIVERSIDAD SEOR DE SIPAN FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO Escuela de Ingeniera Mecnica Elctrica Curso: Termodinmica Tema: La Entropa Docente: Cesar Manuel Snchez Castro Ciclo: IV Integrantes: Vctor B. Valencia Manayay Miguel Incio Chapoan Cesar Torres Lluen Walter Quiroz Montalvo PIMENTEL JUNIO 2015
2. 2. Procesos Isentrpicos Son aquellos procesos en el que la entropa se mantiene constante y se caracteriza por: = 0 2 = 1 (/.K) Es decir, una sustancia tendr el mismo valor de entropa tanto al final del proceso, como al inicio del mismo, si el proceso se lleva a cabo de una manera isentrpica.
3. 3. Por lo tanto la entropa de una masa fija, no cambia durante un proceso que es internamente reversible y adiabtico La entropa de una masa fija puede cambiarse por: Transferencia de calor. Las irreversibilidades.
4. 4. Un proceso adiabtico reversible necesariamente es isentrpico, pero un proceso isentrpico no es necesariamente un proceso adiabtico reversible.
5. 5. Ejemplo: En una turbina adiabtica entra vapor de agua 5 Mpa y 450 C y sale una presin de 1.4Mpa. Determine el trabajo de salida de una turbina por unidad de masa de vapor si el proceso es reversible.
6. 6. = / = 0 = + + + = + + + + 1 = 2 + (/Kg) 1 = 2 + (/) = (h1 h2)
7. 7. vapor sobrecalentado Estado 1 : P1=5Mpa h1=3316.1 / T1=450C s1=6.8186 Estado 2 : P1=1.4Mpa s1=s2 vapor sobrecalentado 2927.2 6.7467 h2 6.8186 3040.4 6.9533 h2 =3040.4- 6.95336.8186 6.95336.7467 3040.4 2927.2 h2 =2966.6 /
8. 8. Entonces el trabajo de salida de la turbina por unidad de masa de vapor de agua se estima en: = h1 h2 = 3316.1/ 2966.6 / = 349.5 /
9. 9. Los diagramas de propiedades proporcionan gran ayuda visual en el anlisis termodinmico de los procesos. Los diagramas P-V y T-V se usan exclusivamente con la primera ley de la termodinmica. Para el anlisis de la segunda ley es muy til trazar los procesos en diagramas en los que una de las coordenadas es la entropa. Los diagramas normalmente usados en este tipo de anlisis solo la diagramas de temperatura-entropa y entalpia-entropa.
10. 10. DIAGRAMA TEMPERATURA - ENTROPA (T-S) Es una valiosa herramienta para visualizar los aspectos de la segunda ley para procesos y ciclos en la termodinmica. La ecuacin que define la entropa puede restructurarse de la siguiente manera: La transferencia total de calor durante un proceso internamente reversible es definida por la siguiente integracin que corresponde al rea bajo la curva del proceso en un diagrama T-S
11. 11. Para resolver la integral de la ecuacin se necesita saber la relacin entre T y S durante el proceso. Se puede solucionar fcilmente en el proceso isomtrico internamente reversible. Expresado en unidad de masa - Donde: o es la temperatura constante o es el cambio de entropa del sistema durante el proceso
12. 12. Diagrama T-S de proceso isentrpico Un proceso isentrpico en un diagrama T-S, se reconoce fcilmente como un segmento de lnea vertical, porque un proceso de este tipo no incluye transferencia de calor y por consiguiente el rea bajo la trayectoria del proceso debe ser cero.
13. 13. T TH TL S1 = S4 SS2 = S3 A B 1 2 4 3 DIAGRAMA T-S DE UN CICLO DE CARNOT Wneto
14. 14. DIAGRAMA T-S DEL CICLO DE CARNOT El ciclo de Carnot esta formado por dos procesos isotrmicos reversibles (T = constante) y otros dos isentrpicos (s = constante); los cuatro forman un rectngulo, en un diagrama T-S, como se muestra en la figura anterior. En un diagrama T-S el rea bajo la curva del proceso representa la transferencia de calor para ese proceso, por lo tanto el rea A12B representa QH, el rea A43B representa QL y la diferencia entre ambas (rea sombreada) representa el trabajo neto porque: Wneto de salida = QH QL
15. 15. DIAGRAMA T-S DEL CICLO DE CARNOT As, el rea encerrada por la trayectoria de un ciclo (rea 1234) en un diagrama T-S representa el trabajo neto. Recuerde que esta misma rea tambin representa el trabajo neto sobre un diagrama P-V.
16. 16. Es una propiedad de la Termodinmica que mide el desorden o aleatoriedad molecular, cuando un cuerpo o sistema, absorbe calor manteniendo su temperatura y el desorden molecular de un sistema aislado, aumenta siempre que experimenta un proceso. La entropa de una sustancia es mas baja en su fase solidad y es mas alta en su fase gaseosa.
17. 17. Probabilidad Termodinmica: Es la relacin de la entropa con el nmero de posibles estados microscpicos o configuraciones moleculares; que tiene un estado en equilibrio macroscpico. Y se expresa mediante la Relacin Boltzmann como: S = klnp Donde: k = 1.3806 x 10 -23 J/K (Const. De Boltzmann) P = Nmero de micro estados Ln = Logaritmo natural
18. 18. Tercera ley de la termodinmica: La entropa de una sustancia pura cristalina, a una temperatura absoluta de cero es cero. CRISTAL PURO T = 0 K ENTROPIA = 0 Entropa Absoluta: Es la entropa determinada como relativa con respecto a la tercera ley de la termodinmica.
19. 19. Cuando hay transferencia de calor de un cuerpo caliente a un cuerpo frio, se tiene que el nivel de desorden molecular o aleatoriedad del cuerpo caliente disminuyen con la entropa, mientras que el nivel del desorden molecular del cuerpo frio aumenta, la segunda ley de la termodinmica requiere que el incremento en la entropa del cuerpo frio sea mayor que la disminucin en la entropa del cuerpo caliente, No hay transferencia de entropa, asociada con la transferencia de energa como trabajo. Por consiguiente, en la ausencia de cualquier tipo de friccin, el proceso de levantar un peso mediante un eje rotatorio no produce entropa.
20. 20. por lo tanto la entropa neta del sistema combinado (Cuerpos frio y caliente), aumenta. Es decir, el sistema combinado se halla en un estado de mayor desorden en el estado final. Se puede concluir entonces, que el proceso slo puede ocurrir en la direccin del aumento de entropa global o desorden molecular.
21. 21. Dado el papel fundamental que desempea la entropa en la termodinmica, se justifica asignarle su propia unidad. H.L. CALLENDAR (Proc. Phys. Soc. (London) 23 (1911) 173) sugiri, en honor a S. CARNOT, llamarla Carnot abreviada como Ct = J/K. A partir de su trabajo en el campo de mquinas termcas, el ingeniero francs Nicolas Lonard Sadi CARNOT (1796-1832) realiz importantes aportes al desarrollo de la termodinmica.
22. 22. La Entropa y la generacin de entropa en la vida diaria Las personas eficientes llevan vidas de baja entropa, (son organizadas), tienen un lugar para toda cosa (incertidumbre mnima) y emplean la menor energa para localizar algo. Por otro lado, las personas ineficientes llevan vida de alta entropa: les toma minutos (si no son horas) encontrar algo que necesitan, y es probable que creen un desorden ms grande mientras buscan, puesto que probablemente dirigirn su bsqueda de una manera desordenada. Las personas que llevan estilos de vida de alta entropa siempre estn apuradas y nunca parecen ponerse al da.
23. 23. La Entropa y la generacin de entropa en la vida diaria La friccin mecnica siempre esta acompaada por la generacin de entropa, por lo tanto el desempeo se reduce; comparado en la vida cotidiana: la friccin en el lugar de trabajo, con los compaeros, genera entropa y por lo tanto afecta en forma adversa el desempeo laboral, lo que resulta en una productividad reducida.
24. 24. VIDEO SOBRE LA ENTROPIA
25. 25. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN