Ley De La Termodinamica

SEMESTRE: Agosto-Diciembre-13

MATERIA: Termodinámica

INTEGRANTES:

CAMACHO GONZALEZ ARTURO ALFONSO

CARRILLO CRUZ JULIO CESAR

SANCHEZ PEREZ EDDI ALEJANDRO

ZAMACONA PEREZ DIEGO DE JESUS

ZAMORA TORRES JOSUE RIGOBERTO

Contenido

CAPITULO 6

Enunciado de Kelvin Plank y Clausius………………………………………………………………………………3

Maquinas termicas 6

-Ciclos 7

Central electrica de vapor 15

Ciclo de refrigeracion 17

Irreversibilidades 21

Coheficientes de desempeño y bombas de calor 23

Ciclo de Carnot 27

Procesos isoentropicos 33

CAPITULO 7

Diagramas de propiedades que involucran cambio de entropia de liquidos y solidos 36

¿Qué es la entropia?.............................................................................................................40

La entropia y la generacion de entropia en la vida diaria……………..……………………………..45

Las relaciones T ds…………………………………………….…………………………………………………………….46

Cambio de entropia de liquidos y solidos………………………………………………………………………47

Cambio de entropia de gases ideales……………..…………………………………………………………….48

Calores especificos variables (analisis exacto)……….……..…………………………………………….48

Calores especificos constantes……………………………………………………………………………………..49

Capítulo 7

ENUNCIADO DE KELVIN PLANK Y CLAUSIUS

 Enunciado de KELVIN PLANK:

En la práctica, se encuentra que todas las máquinas térmicas sólo convierten una pequeña fracción del calor absorbido en trabajo mecánico. Por ejemplo un buen motor de un automóvil tiene una eficiencia aproximada de 20% y los motores diesel tienen una eficiencia en el rango de 35% a 40%. En base a este hecho, el enunciado de Kelvin – Planck de la segunda ley de la termodinámica es el siguiente:

“Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no tenga otro efecto que absorber la energía térmica de una fuente y realizar la misma cantidad de trabajo”.

Representacion esquematica de una maquina termica imposibe de construir

Representación esquemática de una maquina térmica

Esto es equivalente a afirmar que “es imposible construir una máquina de movimiento perpetuo (móvil perpetuo) de segunda clase”, es decir, una máquina que pudiera violar la segunda ley de la termodinámica. (Una máquina de movimiento perpetuo de primera clase es aquella que puede violar la primera ley de la termodinámica (conservación de la energía), también es imposible construir una máquina de este tipo.

Un refrigerador es una máquina térmica que opera en sentido inverso, como se muestra de manera esquemática en la figura de abajo. La máquina absorbe calor QF de la fuente fría y entrega calor QC a la fuente cálida. Esto sólo puede ser posible si se hace trabajo sobre el refrigerador. De la primera ley, se ve que el calor cedido a la fuente caliente debe ser igual a la suma del trabajo realizado y el calor absorbido de la fuente fría.

 Representación esquemática de un refrigerador Enunciado de Clausius:

Resulta deseable construir un refrigerador que pueda realizar su proceso con el mínimo de trabajo. Si se pudiera construir uno donde el proceso de refrigeración se realice sin ningún trabajo, se tendría un refrigerador perfecto. Esto es imposible, porque se violaría la segunda ley de la termodinámica, que es el enunciado de Clausius de la segunda ley (Rudolf Clausius, alemán 1822-1888):

“Es imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro efecto que transferir calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre a una temperatura más elevada”.

En términos sencillos, el calor no puede fluir espontáneamente de un objeto frío a otro cálido. Este enunciado de la segunda ley establece la dirección del flujo de calor entre dos objetos a diferentes temperaturas. El calor sólo fluirá del cuerpo más frío al más cálido si se hace trabajo sobre el sistema.

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Representaicon esquematica de Clausius

MAQUINAS TERMICAS

Una máquina térmica es un dispositivo que realiza un trabajo mediante un proceso de paso de energía desde un foco caliente hasta un foco frio.

Las máquinas térmicas o motores térmicos aprovechan una fuente de energía para realizar un trabajo mecánico. La energía transferida como calor a la máquina no puede a su vez ser transferida íntegramente por esta como trabajo: una parte de la energía debe ser transferida como calor. Por ello las máquinas térmicas constan de dos partes:

• Un foco caliente, que cede energía a la máquina mediante calor.

• Un foco frío, que recibe energía de le máquina también mediante calor.

Al introducir el Segundo Principio de la termodinámica, se formulan varios enunciados que, aunque poseen validez general, están expresados en términos de máquina térmica. Los más importantes de estos enunciados son:

Enunciado de Kelvin-Planck

No puede construirse un dispositivo que, operando en un ciclo, tenga como único resultado la absorción de calor de un solo foco y la producción de una cantidad equivalente de trabajo.

CICLOS

Enunciado de Clausius

Es imposible construir un dispositivo que, operando cíclicamente, tenga como único resultado el paso de calor de un foco frío a uno caliente.

Teorema de Carnot

El rendimiento de una máquina térmica irreversible que funcione entre dos temperaturas es siempre menor que el de una máquina térmica reversible que funcione entre las mismas temperaturas.

Estos tres enunciados son bastante “concretos” en cuanto a que hablan de procesos y dispositivos fácilmente interpretables. No obstante, el segundo principio de

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