Monografia De La Segunda Ley De La Termodinamica Y Ciclos Termodinamicos

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

CÁTEDRA : FISICA II

CATEDRÁTICO : ORELLANA MENSOZA.WILLAR

PRESENTADO POR :

SEMESTRE : III- B1

TURNO : TARDE.

HUANCAYO – PERÚ

- 2012

Quiero dedicarle este trabajo

A Dios por haberme dado la vida .A mis Padres por estar ahí cuando más los necesito y a todas las personas que me apoyaron en la realización de este trabajo.

INTRODUCCION

En este trabajo monográfico, se va a mostrar lo que es la segunda ley de la termodinámica, sus conceptos y formulas.

La segunda ley de la termodinámica o segundo principio de la termodinámica expresa, en una forma concisa, que "La cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo". Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico.

En un sentido general, el segundo principio de la termodinámica es la ley de la física que afirma que las diferencias entre un sistema y sus alrededores tienden a igualarse. En un sentido clásico, esto se interpreta como la ley de la física de la que se deriva que las diferencias de presión, densidad y, particularmente, las diferencias de temperatura tienden a igualarse. Esto significa que un sistema aislado llegará a alcanzar una temperatura uniforme.

También se tendrá en cuenta lo que son los ciclos termodinámicos en los cuales se tratara los diferentes tipos de ciclos como ya se podrá ver as adelante.

Por ultimo se tendrá en cuenta el tema de la entalpia con una definición y algunos tipos de entalpia

Espero que este trabajo sirva para algún trabajo relacionado a los temas tratados dentro.

INDICE

Introducción 3

Índice 4

Capitulo I

Segunda ley de la termodinámica 6

1,1 Definición 6

1.2 Definición axiomática 8

1.3 Descripción general 10

Capitulo II

Ciclos Termodinámicos 13 Definición y clasificaciones 13

2.1. Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido condensable 15

2.1.1. Ciclo de Carnot 15

2.1.2. Ciclo de Rankine simple 17

2.1.3. Ciclo de Rankine con recalentamiento 18

2.1.4. Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio 19

2.1.5. Ciclo de Rankine con regeneración 20

2.2. Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido no condensable 23

2.2.1. Ciclo Brayton simple 23

2.2.2. Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio25

2.2.3. Ciclo Brayton con regeneración 27

2.3 Ciclos directos para sistemas cerrados 29

2.3.1. Ciclo Otto o de combustión a volumen constante 30

2.3.2. Ciclo Diesel o de combustión a presión constante 31

2.3.3. Ciclo mixto o de presión limitada 33

2.3.4. Ciclo Stirling 35

2.3.5. Ciclo Ericsson 36

2.3.6. Presión media indicada 37

2.4 Ciclos inversos 38

2.4.1. Ciclo de Carnot inverso 40

2.4.2. Ciclo de compresión de vapor teórico 41

2.4.3. Ciclo de compresión de vapor real 42

2.4.4. Ciclo de compresión de vapor múltiple 44

2.4.5. Ciclo inverso de aire estándar 45

2.4.6. Otros ciclos de sistemas de refrigeración y licuefacción 45

Capitulo III 47

Entalpia 47

3.1 Definición 47

3.2 tipos de entalpia 52

Conclusiones 57

Bibliografía 58

Capitulo I

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

1.1 Definición:

El segundo principio de la termodinámica o segunda ley de la termodinámica expresa que:

La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo2

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. Este último concepto, cuando es tratado por otras ramas de la física, sobre todo por la mecánica estadística y la teoría de la información, queda ligado al grado de desorden de la materia y la energía de un sistema. La termodinámica, por su parte, no ofrece una explicación física de la entropía, que queda asociada a la cantidad de energía no utilizable de un sistema. Sin embargo, esta interpretación meramente fenomenológica de la entropía es totalmente consistente con sus interpretaciones estadísticas. Así, tendrá más entropía el agua en estado gaseoso con sus moléculas dispersas y alejadas unas de las otras que la misma en estado líquido con sus moléculas más juntas y más ordenadas.

El segundo principio de la termodinámica dictamina que si bien la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, sí que se transforman, y establece el sentido en el que se produce dicha transformación. Sin embargo, el punto capital del segundo principio es que, como ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere única y exclusivamente a estados de equilibrio. Toda definición, corolario o concepto que de él se extraiga sólo podrá aplicarse a estados de equilibrio, por lo que, formalmente, parámetros tales como la temperatura o la propia entropía quedarán definidos únicamente para estados de equilibrio. Así, según el segundo principio, cuando se tiene un sistema que pasa de un estado de equilibrio A a otro B, la cantidad de entropía en el estado de equilibrio B será la máxima posible, e inevitablemente mayor a la del estado de equilibrio A. Evidentemente, el sistema sólo hará trabajo cuando esté en el tránsito del estado de equilibrio A al B y no cuando se encuentre en uno de estos estados. Sin embargo, si el sistema era cerrado, su energía y cantidad de materia no han podido variar; si la entropía debe de maximizarse en cada transición de un estado de equilibrio a otro, y el desorden interno del sistema debe aumentar, se ve claramente un límite natural: cada vez costará más extraer la misma cantidad de

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