Loading…

Flash Player 9 (or above) is needed to view presentations.
We have detected that you do not have it on your computer. To install it, go here.

Like this presentation? Why not share!

Termodinamica ii

on

  • 10,027 views

Se describeb los conceptuales de la Segunda Ley de la Termodinámica

Se describeb los conceptuales de la Segunda Ley de la Termodinámica

Statistics

Views

Total Views
10,027
Views on SlideShare
10,024
Embed Views
3

Actions

Likes
6
Downloads
391
Comments
1

1 Embed 3

http://upaep.blackboard.com 3

Accessibility

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Termodinamica ii Termodinamica ii Presentation Transcript

  • UNIVERSIDAD EXPERTIMENTAL LIBERTADORINSTITUTO PEDAGOGICO DE MARACAY
    RAFAEL ALBERTO ESCOBAR LARA
    DEPARTAMENTO DE QUIMICA
    SEGUNDA LEY TERMODINAMICA
    DEL
    ORDEN AL DESORDEN
    Dra. Belkys Hidalgo
  • CONTENIDO
    1.-Espontaneidad. Necesidad de una segunda ley.
    2.-Segundo Principio de la Termodinámica. Entropía.
    3.-Cálculos de entropía.
    4.-Entropías absolutas. Tercer principio de la Termodinámica
    5.-Interpretación molecular de la entropía
  • Introducción
    Si un huevo cae y se rompe en el piso, es prácticamente imposible recolectar todas las moléculas del huevo y formar uno nuevo.
    La tendencia normal de todo proceso es cambiar de un estado improbable a uno más probable
  • Segunda ley de la termodinámica
    La experiencia común nos dice que una taza de café caliente dejada en un cuarto frío de enfría después de un cierto tiempo.
    Este proceso satisface la Primera Ley de la Termodinámica porque la cantidad de energía perdida por el café es igual a la cantidad de energía ganada por el aire circundante.
    ¿Es posible el proceso contrario?, es decir, el café caliente se pone más caliente en un cuarto más frío como resultado de transferencia de calor del aire del cuarto. Se sabe que dicho proceso nunca ocurrirá, sin embargo, no violaría la Primera Ley a condición que la cantidad de energía perdida por el aire fuera ganada por el café.
  • CLAVES
    El proceso anterior toma su curso en una cierta dirección y no en el sentido contrario. La Primera Ley no restringe la dirección de un proceso, pero satisfacerla no asegura que dicho proceso ocurrirá realmente. Esto se puede remediar al introducir una segunda ley, la Segunda Ley de la Termodinámica.
    El proceso inverso discutido anteriormente viola la Segunda Ley de la Termodinámica, lo que se detecta fácilmente a través de una propiedad llamada Entropía.
    La Segunda Ley de la Termodinámica impone ciertas restricciones al flujo de calor de un sistema a otro y a la conversión de calor en trabajo. Al mismo tiempo suministra un medio para predecir si un proceso termodinámico es posible o no. Por ejemplo, si una reacción química determinada puede ocurrir bajo ciertas condiciones específicas.
  • Proposiciones sobre la
    Segunda ley de la termodinámica
    • Proposición de Clausius: El calor puede pasar por sí mismo bajo cualquier circunstancia de una temperatura alta otra inferior, pero no en sentido contrario.
    Todos los sistema tienden a acercarse a un estado de equilibrio.
    • Proposición de Carnot: Es posible construir una máquina que operando cíclicamente no produzca otro efecto que la absorción de calor de un depósito y su conversión en una cantidad equivalente de trabajo.
    • Proposición de Kelvin: En todo sistema cuya energía permanece constante, la entropía puede aumentar o permanecer constante, pero nunca disminuir.
  • El concepto de Entropía
    Es una magnitud que nos entrega el grado de desorden o caos de un sistema.
    Si algo se ordena es porque recibe energía externa al sistema. La entropía se aplicó inicialmente a sistemas termodinámicos para tener una idea de la cantidad de calor disipado por un cuerpo.
    En un cuerpo que libera energía calórica, las moléculas que lo componen se mueven a mayor velocidad chocando unas con otras, y en cada choque de moléculas se libera alguna cantidad de energía en forma de calor.
    La entropía, al igual que la energía térmica, está contenida en el objeto. Si aumenta el calor de un objeto, aumenta su entropía; si el calor disminuye, su entropía es menor. Si un objeto realiza trabajo sin cambio en la temperatura, la entropía no cambia si se desprecia el roce.
  • SINTESIS
    1.- Los procesos espontáneos tienden a aumentar la entropía hasta un valor máximo.
    2.- La segunda ley provee criterios para determinar si un proceso se producirá o no pero no nos dice nada acerca de la velocidad del proceso. La termodinámica permite predecir si un proceso ocurrirá espontáneamente.
    3.- La cinética química permite predecir a qué velocidad se produce dicho proceso.
  • ENTROPÍA Y TERMODINÁMICA
    La palabra entropía proviene del griego y significa evolución
    La entropía es una medida del desorden de un sistema físico.
    La entropía o energía de generada en un sistema aislado, permanece constante o se incrementa, nunca puede disminuir.
    En ciertos procesos, el orden puede aumentar siempre que el desorden aumente en otros lugares
  • ¿Por qué unos procesos ocurren en un sentido y no en el contrario?
  • El concepto de Entropía
    • Es una medida cuantitativa del desorden.
    • Se define el cambio infinitesimal de entropía ds durante un proceso reversible como:
    ds=
    dQrev
    T
    • La entropía es una función de estado del sistema.
    • Para calcular la variación de entropía en procesos irreversibles basta encontrar un camino reversible que conecte los estados inicial y final del sistema.
  • La entropía puede considerarse como una medida de la probabilidad (desorden)
    S -
    S -
    S -
    S -
  • Entropía
    Una medida del grado de desorden de un sistema.
    Los sistemas moleculares tienen una tendencia hacia el máximo desorden.
    La segunda ley se puede resumir como:
    ΔSsistema+ΔSentorno= ΔSuniverso > 0
  • Entropía
    Alta entropía
    •Agua a 0ºC.
    •Un diamante a 106 ºK.
    •La misma molécula de proteína en un entorno desnaturalizante, desplegada.
    Baja entropía
    •Hielo a 0ºC.
    •Un diamante a 0ºK.
    •Una molécula de proteína en su conformación nativa.
  • LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPÍA.
    1aLey Energía interna (U)
    2aLey Entropía (S)
    ΔS=

    T2
    dQrev
    S2 - S1 =
    T1
    T
    Entropía (S)
    Función de estado
    Propiedad extensiva
    Unidades: J/ºK
  • DERIVASIONES
    1.- Cualquier proceso que ocurre espontáneamente produce un aumento de entropía del universo
    ΔSuniv> 0
    Criterio de espontaneidad:
    Suniv
    equilibrio
    proceso
    tiempo
  • 2.-En todo proceso reversible, la entropía del universo permanece constante
    3.-En todo proceso irreversible, la entropía del universo aumenta.
    Proceso reversible:
    ΔSuniv =
    ΔSsis +Δsent = 0
    Proceso irreversible:
    ΔSuniv =
    ΔSsis+ Sent> 0
    4.-La entropía del Universo nunca puede disminuir
    Procesos irreversibles
    Procesos reversibles
    ΔS>0
    ΔS=0
  • Otras Formulaciones
    Máquina térmica (Kelvin):
    Refrigerador térmico
    (Clausius):
    Es imposible extraer calor de un sistema a una sola temperatura y convertirlo en trabajo mecánico sin que el sistema o los alrededores cambien de algún modo.
    Es imposible un proceso espontáneo cuyo único resultado sea el paso de calor de un objeto a otro de mayor temperatura
    T
    T
    h
    Q
    Q
    h
    No es posible
    No es posible
    REFRIGERADOR
    W
    Máquina
    Q
    c
    T
    c
  • La Segunda Ley de la Termodinámica
    Mientras que la transformación del trabajo en calor es siempre posible, el proceso inverso es posible sólo si se respetan algunas condiciones, establecidas según la Segunda Ley de la Termodinámica, una ley que se puede expresar de varias maneras. Dos enunciados de dicha ley son los de Kelvin y de Clausius.
    ENUNCIADO DE KELVIN
    Es imposible realizar una transformación cuyo único resultado sea convertir en trabajo todo el calor absorbido a partir de una sola fuente.
    T2
    q2
    Máquina
    térmica
    W
    ENUNCIADO DE CLAUSIUS
    Es imposible realizar una transformación cuyo único resultado sea transferir calor de un cuerpo a otro que tenga una temperatura mayor o igual que la del primero.
    q1
    T1<T2
  • El Ciclo de Carnot
    Sadi Carnot indicaba la necesidad de dos fuentes térmicas para que una máquina térmica pudiése funcionar.
    Llamado también el ciclo
    Se llama máquina térmica a todo aparato que transforma el calor en trabajo, o viceversa, y ninguna de ellas tiene un rendimiento del 100 %.
  • El Ciclo de Carnot
  • El Ciclo de Carnot
    T2
    q2
    Máquina
    térmica
    W
    q1
    T1<T2
  • El ciclo de Carnot está constituido por una expansión isotérmica a la temperatura T2, una expansión adiabática, una compresión isotérmica a la temperatura T1 y una compresión adiabática.
  • INTERPRETACIÓN MOLECULAR DE LA
    ENTROPÍA
    Un sistema puede describirse de dos formas:
    * Macroscópicamente(P, V, T)
    * Microscópicamente(posición y velocidad de cada átomo)
    Con un estado macroscópico hay muchos estados microscópicos
    compatibles.
    La entropía es una medida del número de estados microscópicos
    asociados con un estado macroscópico determinado.
    Estado macroscópico:
    * Ordenado
    * Desordenado
    Estado microscópico:
    * Orden exacto de los naipes
  • SEGUNDA LEY: El Flujo del Calor
    En la naturaleza el calor fluye espontáneamente en sólo una dirección, del reservorio caliente al frío.
    La segunda ley confirma que la acción opuesta del paso de la energía del reservorio frío al caliente no puede suceder espontáneamente.
    La única manera que esto puede pasar es introduciendo al sistema energía desde el exterior, como sucede en un refrigerador
  • LAS LIMITACIONES DEL UNIVERSO
    El envejecimiento y la muerte son buenos ejemplos de la direccionalidad de la naturaleza y manifiestan la importancia de la segunda ley.
    La entropía nos lleva a contemplar la muerte del Universo.
    Llegara una época en que todas las estrellas se hayan enfriado y la temperatura en todo el Universo sea uniforme.
    En este momento la entropía será máxima y será la muerte térmica del Universo.
  • Ejercicio :
    5 moles de un gas ideal ( CV= 1,5 R) se encuentran contenidos adiabáticamente a 50 atm de presión y a 300 K. Súbitamente la presión cambia a 10 atm sufriendo el gas una expansión irreversible, durante la cual realiza 4000 Joules de trabajo. Muestre que la temperatura final del gas después de la expansión irreversible es mayor que la que alcanzaría si la expansión se hubiese llevado a cabo reversiblemente. Calcule la entropía producida como resultado de la expansión irreversible.