Segundo Principio de la Termodinámica

Documentos relacionados
Energía útil: segundo P pio de la termodinámica.

Tema 2. Segundo Principio de la Termodinámica

independiente de la cantidad de masa y es propio de cada sustancia c =.

Tema 6 - EL SEGUNDO PRINCIPIO

TEMA 10: EQUILIBRIO QUÍMICO

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2010 QUÍMICA TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2001 QUÍMICA TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO

Esquematizar experimentos de equilibrio térmico: agua-fe y agua-pb

EQUILIBRIO QUÍMICO QCA 01

Para aprender Termodinámica resolviendo problemas

Tema 6: Semejanza en el Plano.

INTERCAMBIADORES DE CALOR

Capítulo 8. Termodinámica

GRADO EN FARMACIA. Asignatura: FISICA APLICADA GUIA DE ESTUDIO UNIDAD 1. ENERGIA Y TERMODINAMICA

Tema 3. Segundo y Tercer Principio

EQUILIBRIO QUÍMICO QCA 04 ANDALUCÍA

TEMA 12.-TERMODINÁMICA QUÍMICA.

CAPITULO 15. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA Y ENTROPIA.

Tema 3. TRABAJO Y ENERGÍA

MÁQUINA FRIGORÍFICA Y BOMBA DE CALOR

Capítulo 6 Acciones de control

Electricidad y calor

Calor específico Calorimetría

Equilibrio en las reacciones químicas: equilibrio dinámico. Energía de Gibbs y constante de equilibrio

F. Aclarando conceptos sobre termodinámica

EJERCICIOS DE TERMOQUÍMICA

Un cortadito, por favor!

Termodinámica y Máquinas Térmicas

Facultad de Ciencias Exactas Y Naturales FRECUENCIAS DE VIBRACIÓN DE UNA BARRA CON ÁREA SECCIONAL COSENO

El Equilibrio Termodinámico. Tipos de Equilibrios.

Relación de problemas: Tema 6

Tema 2. Primer Principio

Cálculo Integral: Guía I

Electricidad y calor

LIXIVIACION DE MINERALES MEDIANTE PILAS Y BATEAS

SIMULACIÓN MODULAR INTRODUCCIÓN A CHEMCAD 6.1

Electricidad y calor. Webpage: Departamento de Física Universidad de Sonora

Capítulo 17. Temperatura. t(h) = 100 h h 0

Ciclos Termodinámicos

CUADERNILLO DE APUNTES BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA

Lección: Primer principio de la termodinámica

III Tema Segunda ley de la termodinámica

Modulo de Desigualdades e Inecuaciones. 3º Medio

PROCEDIMIENTO SIMPLEX REVISADO

Tema 2: Elección bajo incertidumbre

1. FLUIDOS (1 punto) Enuncie la ecuación de Bernoulli y describa cada uno de los términos.

XXV OLIMPIADA DE FÍSICA CHINA, 1994

W =F t. 0 Trabajo y energía. W = F r= F r cos. Donde F cos es la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento F t.

ÁCIDO BASE QCA 09 ANDALUCÍA

: C seleccionable con el dial. :bornas para cable de 1,5mm2. Fijo, 1K (calor y frío) a 20ºC con carga 50% y anticipador conectado

Capacidad calorífica molar de un gas ideal: el principio de equipartición de la energía.

Tema 4. Relatividad especial

2 E E mv v v 1,21 10 m s v 9,54 10 m s C 1 2 EXT EXT EXT EXT. 1,31W 5,44 10 W 6, W 3, J 2,387 ev 19 EXT W 6,624 10

TEMA CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUIMICO

Integración de formas diferenciales

Termodinámica: Determinación del coeficiente γ (gamma) del aire por el método de RüchhardtT i.

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2005 QUÍMICA TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO

TERMODINÁMICA Tema 10: El Gas Ideal

DETERMINACION DEL VALOR DE LA CUOTA Y EL CRONOGRAMA DE PAGOS DE CREDITOS HIPOTECARIOS n-1

Problemas de bioestadística. Página 17

Física de Sistemas Fuera del Equilibrio Gas de Knudsen

6. Acción de masas y dependencia del potencial químico con la concentración

CAPITULO V TERMODINAMICA

ΔS > 0 aumento del desorden. ΔS < 0 disminución del desorden.

1. Los calores de combustión del metano y butano son 890 kj/mol y 2876 kj/mol respectivamente

Problemas de Termodinámica. Primera Ley.

Capítulo 6: Entropía.

Tema 2 La elección en condiciones de incertidumbre

Por qué son diferentes estas dos capacidades caloríficas?

Dinámica de los sistemas de partículas

ENERGÍA Y TRANSFORMACIONES QUÍMICAS. ECUACIONES TERMOQUÍMICAS. MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE CALORES DE 1- ENERGÍA Y TRANSFORMACIONES QUÍMICAS...

Clase 2: Sustancias puras

2. Generalidades sobre receptores

Cofra. CDC compactación. Cofra. Building worldwide on our strength

CRECIMIENTO ECONÓMICO. NOTAS DE CLASE: El modelo de Ramsey, Cass- Koopmans

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA ALUMNOS DE BACHILLERATO LOE. septiembre 2013 QUÍMICA. CÓDIGO 160

ENERGÍA INTERNA PARA GASES NO IDEALES.

Potencial Eléctrico y Diferencia de Potencial

Diseño e Implementación de Controladores Digitales Basados en Procesadores Digitales De Señales

1.- Conceptos básicos. Sistemas, variables y procesos. 2.- Energía, calor y trabajo. 1 er Principio de la Termodinámica. 3.- Entalpía. 4.

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2014 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación Lenguajes Formales y Autómatas

Instituto Universitario de Tecnología José Antonio Anzoátegui Conformado de Materiales Prof. Egidio Verde

Para aprender Termodinámica resolviendo Problemas

Los principios de Carnot son:

log a A B = log a A + log a B

TEMPERATURA DILATACIÓN. 9. En la escala Celsius una temperatura varía en 45 C. Cuánto variará en la escala Kelvin y

Teoría Tema 6 Ecuaciones de la recta

PROBLEMAS RESUELTOS. a. La potencia útil. b. El par motor. W t d. P útil P F

V B. g (1) V B ) g, (2) +ρ B. =( m H. m H (3) ρ 1. ρ B. Aplicando al aire la ecuación de estado de los gases perfectos, en la forma.

La balanza electrónica: la opción más rentable para realizar distintas prácticas de laboratorio de física de fluidos

U.T.N. F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN III PAG. 1

TEMA IV: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Principio de la Termodinámica

Gráficas de funciones sobre variedades

Tema10: Gas Ideal. Fátima Masot Conde. Ing. Industrial 2007/08. Fátima Masot Conde Dpto. Física Aplicada III Universidad de Sevilla

TERMODINÁMICA. La TERMODINÁMICA estudia la energía y sus transformaciones

1 5. Energía térmica. Solucionario. Preparación de la unidad (pág. 111) Actividades (pág. 113)

LEYES DE LA TERMODINAMICA LEY DE LA ENERGIA LEY DE LA ENTROPIA

Unidad En qué casos serán iguales los calores de reacción a presión constante (Q p ) y a volumen constante (Q v )? Razone la respuesta ( 2 p)

Transcripción:

ermodinámia. ema 4 Segundo Prinipio de la ermodinámia. Segundo Prinipio de la ermodinámia Enuniado de Kelvin-Plank en 85: No es posible onstruir una máuina térmia de funionamiento ílio ue permita extraer alor de un foo aliente y realizar una antidad euivalente de trabajo. Conseuenia : no puede existir un móvil perpetuo de segunda espeie. ermodinámia. ema 4 Enuniado de Clausius, 85: Es imposible onstruir una máuina térmia de funionamiento ílio ue sólo provoue el paso de alor de un foo frío a uno aliente.

ermodinámia. ema 4. Máuinas érmias y frigorífias Una máuina térmia es un dispositivo ue obliga a un sistema termodinámio a reorrer proesos ílios onseutivos entre dos foos alórios a diferente temperatura. En ada ilo, el sistema toma una determinada antidad de alor de la fuente de temperatura más elevada y onvierte una parte en trabajo y ede el resto omo alor al foo de menor temperatura. Una máuina frigorífia (bomba de alor) permite el transporte de alor del foo frío al aliente, pero on el aporte de un trabajo exterior. Rendimiento de las Máuinas érmias ermodinámia. ema 4 Se define omo el oiente entre el trabajo realizado y el alor absorbido del foo aliente. η w ilo trabajo produido por ilo energía onsumida por ilo η

Efiaia de las Máuinas Frigorífias ermodinámia. ema 4 Se define omo el oiente entre el alor extraído del foo frío y el trabajo onsumido. w ilo 3. Cilo de Carnot ermodinámia. ema 4 Es un ilo termodinámio ideal para una sustania ideal. Establee las araterístias de una máuina térmia para ue su rendimiento sea máximo. Consta de uatro etapas, todas ersibles. 3

Rendimiento del ilo de Carnot ermodinámia. ema 4 V nr( )ln w ilo V η V nr ln V Efiaia frigorífia de un ilo de Carnot El ilo se reorre en sentido ontrario, por eso ambia de signo. VD nrln C VC w V VD nr ln nrln V V C ermodinámia. ema 4 4. Entropía El segundo prinipio permite la definiión de una nueva funión de estado, denominada entropía. Supongamos una máuina ersible ue opera entre y. Su rendimiento será: η η Restando Reordenando, 4

ermodinámia. ema 4 Supongamos un proeso ílio ersible arbitrario. Para ada una de las adiabátias ersibles: w amnb =w ab Como, U amnb = U ab. partir del primer prinipio, podemos obtener ue amnb = ab. Como am y nb son adiabátias, tenemos amnb = mn. Por tanto, mn = ab. De forma análoga, para rs obtendremos un ilo de Carnot, entones: sr mn sr ab d mn mn sr omando franjas muy peueñas: d ab ab ermodinámia. ema 4 d d d Y sumando todas las franjas obtenemos: Por tanto, d Y la entropía se define omo, d (ilo Carnot) ds Sistema errado y proeso ersible Igualdad de Clausius de un proeso ílio ersible S S d 5

ermodinámia. ema 4 En el aso de un proeso ílio irersible: d ir Desigualdad de Clausius Supongamos ue vamos de un estado a uno por un amino irersible y volvemos por uno ersible. De auerdo a la desigualdad de Clausius entones S d ir S -S d ir d ir d ermodinámia. ema 4 Otra forma de la desigualdad de Clausius es: ds d ir Resumiendo, ds (sistema aislado) ds d > irersibles = ersibles 6

ermodinámia. ema 4 5. Cambio de Entropía en proesos ersibles e irersibles Consideraiones pias: - La igualdad de Clausius es válida para proesos ersibles. - Si el proeso es irersible, podemos idear un amino ersible ue vaya del estado iniial al final, ya ue la entropía es una funión de estado. ) Proeso ílio ersible S= ) Proeso adiabátio ersible d = y S= 3) Proeso isotérmio ersible d En el aso de un gas ideal. du=; d =-dw= nr dv/v ermodinámia. ema 4 V nrln V 4) Cambio de fase ersible a y P onstantes d d p ΔH 5) Proeso isooro ersible V = U = nc V d d =nc V d nc V() d n C V() d 7

6) Proeso isóbaro ersible P = H d = nc P d ermodinámia. ema 4 nc P() d 7) Cambio de estado ersible de un gas ideal d = du dw =nc V d + PdV = nc V d + nrdv/v ds = d / = nc V d/+ nr dv/v n C V() d nrln V V ermodinámia. ema 4 8) Cambio de estado irersible de un gas ideal Diseño de un proeso ersible. 8.- a gua ( ) - ºC gua (s) - ºC b gua ( ) ºC gua (s) ºC 8.- Mezla de gases ideales inertes a P y onstantes - Expansión ersible e isoterma de ada gas por separado asta el volumen final. - Mezla ersible e isoterma de los gases expandidos. d a = b + + d 8

ermodinámia. ema 4 6. Variaión de entropía en un sistema aislado Ejemplo: Se dispone de un sistema termodinámio onstituido por un litro de agua a 98 K y on un alor espeífio de 4,8 Jg - K -. Se pone en ontato este sistema on el mar, ue ae el papel de alrededores y se onsidera omo fuente de alor a 83 K. La mezla se ae de forma irersible. Calular la variaión de entropía de los alrededores, del sistema y del Universo. Sistema Litro de agua lrededores - Mar ermodinámia. ema 4 = - sist = -m e = - 4,8 (83-98) = = 67 J sist alr sist 67 83 d m ed 83 4,8 ln 98,55 m JK S Univ = S sist + S alrd = 5,67 J K - e 5,88 d JK m eln 9

ermodinámia. ema 4 unue un sistema y los alrededores pueden ganar o perder entropía, en un proeso irersible el universo (el total) siempre gana entropía o sea la variaión de entropía es positiva. Resumiendo, Proesos ersibles S univ, aislado = Proesos irersibles S univ, aislado > ermodinámia. ema 4 7. Interpretaión Estadístia y Moleular de la Entropía Definimos la probabilidad termodinámia,, omo el número de miroestados ue se asoian a un estado marosópio en un sistema aislado. Esta probabilidad da por tanto, una medida del desorden moleular del sistema. oltzmann demostró ue para un sistema aislado, S = k ln donde k= R/N =,38-3 JK - El prinipio de oltzmann permite expliar porue el proeso de disoluión implia un aumento de entropía: aumenta la probabilidad termodinámia (o sea, el número de miroestados del sistema) y por tanto el desorden del sistema.