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Segundo Principio de la Termodinámica
El Primer Principio de la Termodinámica se refiere a que sólo pueden ocurrir procesos en los
que la Energía total del Universo se conserva, pero aún conservándose la energía total del
sistema más la de los alrededores, como ocurren realmente los procesos?
Encontrar algunos ejemplos de procesos que no ocurran espontaneamente
Efectivamente, ninguno de estos procesos ocurre tal y como se han planteado. De nuestra
experiencia se deduce que el tiempo va en una dirección y que todo sistema aislado
evoluciona en un sentido hasta alcanzar el equilibrio. La función de estado cuya variación en
un proceso determina en qué sentido este tiene lugar, es la entropía (S). Así, un sistema
aislado alcanza el equilibrio cuando su entropía es máxima. El estado de equilibro de un
sistema aislado es el de máxima probabilidad. Como en general los estados desordenados
son más probables que los ordenados, un sistema aislado que no esté en equilibrio,
evoluciona espontáneamente hacia estados de máximo “desorden”.
Cualquier proceso que ocurre espontáneamente produce un aumento de entropía del
universo”
En el siglo XIX a partir del trabajo de Carnot sobre el rendimiento de las máquinas de vapor,
se obtuvo la expresión matemática que permite medir cuantitativamente la tendencia de los
sistemas a evolucionar, y en que sentido lo hacen, es decir, el cambio de entropía:
Las unidades en las que se mide S son J/K. La entropía es una función de estado, su
variación en un proceso termodinámico depende del estado inicial y del estado final del
sistema, no de la trayectoria seguida en el cambio. La entropía es una propiedad
extensiva.
Importante

En cualquier proceso ΔS se determina midiendo el Q que se transferiría en un
proceso isotérmico reversible que conectara el estado final (2) y el estado inicial (1).
Esto implica que si el proceso es irreversible el Q transferido no nos permite evaluar
directamente ΔS, por otra parte si el proceso no es isotérmico, la integral tampoco es
inmediata.

Si el sistema termodinámico está en equilibrio con sus alrededores, no hay cambio
en el sistema ni en los alrededores, por tanto ΔSsistema = - ΔS alrededores
Como consecuencia:
A la expresión
de Clausius
se le conoce como desigualdad
Tercer Principio de la Termodinámica
“La entropía de un elemento puro en su forma condensada estable (sólido o líquido) es cero
cuando la temperatura tiende a cero y la presión es de 1 bar”
Y según el Tercer Principio: “En cualquier proceso isotérmico que implique sustancias
puras, cada una en equilibrio interno, la variación de entropía tiende a cero cuando la
temperatura tiende a cero”