Entropía y Equilibrio(1)
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L- ENERGÍA DE GIBBS: 1- DEFINICIÓN: ENERGÍA QUE PUEDE CONVERTIRSE EN TRABAJO NO MECÁNICO . SIMILAR A ENTALPÍA. 2- DERIVA CIÓN: PARA UN PROCESO REVERSIBLE: ∆U = q + w t SI w t = -∆PV! + w " TRABAJO NO MECÁNICO! # q = ∆TS! ∆U = ∆TS! - ∆PV! + w " $U + PV! = $TS! + w " SI P % T = &: $U + P∆V = T$S + w " CO'O $U + P∆V = ∆(: $( ) T$S = w " $G T*P,! = w " = w ./0! PORQUE w ES '3I'O EN PROCESOS REV4 - CO'O EN PROCESOS IRREVERSIBLES SE (ACE 'ENOS TRABA5O QUE EN EL REVERSIBLE: $G T*P6,! 7 $ G T*P,! = w "./0! = $( ) T$S - SI NO (A # TRABA5O NO 'ECNICO w " = 8!: $G T*P6,! 7 $ G T*P,! = w "./0! = $( ) T$S = 8 NOTA: POR CONVENIENCIA SE USÓ EL CONCEPTO DE TRABA5O NO 'ECNICO EN PROCESOS REVERSIBLES PARA LA DERIV A CIÓN DE L A ECUACIÓN 9* AUNQUE LA INTENCIÓN ERA DERIVAR UNA EXPRESIÓN PARA EL CASO EN QUE SÓLO HAY TRABAJO MECÁNICO Y EL PROCESO ES IRREVERSIBLE (ESPONT ÁNEO). 9- EC4 9;: NO I 'PORT ANTE POR A(ORA4
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L- ENERGA DE GIBBS:
1- DEFINICIN: ENERGA QUE PUEDE CONVERTIRSE
EN TRABAJO NO MECNICO. SIMILAR A ENTALPA.
2- DERIVACIN: PARA UN PROCESO REVERSIBLE:
U = q + wt SI wt = -(PV) + wu(TRABAJO NO MECNICO) Y q = (TS)
U = (TS) - (PV) + wu ((U + PV) = (TS) + wu
SI P y T = K:
U + PV = TS + wu
COMO U + PV = H:H TS = wu
GT,P(rev) = wu = w(mx)*
* PORQUE w ES MXIMO EN PROCESOS REV.
- COMO EN PROCESOS IRREVERSIBLES SE HACE
MENOS TRABAJO QUE EN EL REVERSIBLE:
GT,P(irrev) < GT,P(rev) = wu(mx) = H TS
- SI NO HAY TRABAJO NO MECNICO (wu = 0):
GT,P(irrev) < GT,P(rev) = wu(mx) = H TS = 0NOTA:POR CONVENIENCIA SE US EL CONCEPTO DE TRABAJO
NO MECNICO EN PROCESOS REVERSIBLES PARA LA
DERIVACIN DE LA ECUACIN 37, AUNQUE LA
INTENCIN ERA DERIVAR UNA EXPRESIN PARA EL
CASO EN QUE SLO HAY TRABAJO MECNICO Y EL
PROCESO ES IRREVERSIBLE (ESPONTNEO).
3- EC. 39: NO IMPORTANTE POR AHORA.
M- PROBLEMAS:EJERCICIOS ADICIONALES 4.16-4.19
PROBLEMA ADICIONALES 4.4c
N- CRITERIOS DE EQUILIBRIO (CASTELLAN):
A- TdS > dQirr vs TdS = dQrev: COMO EN EL PROCESO
REVERSIBLE HAY UN CUASI EQUILIBRIO, LA
SEGUNDA EXPRESIN SE APLICAR PARA
SISTEMAS EN EQUILIBRIO Y LA PRIMERA PARA
PROCESOS ESPONTNEOS, POR TAL: TdS dQ ES UNA GENERALIZACIN.
B- SISTEMAS AISLADOS:
1- EC. 10.4 Y 10.5: EL AUTOR MANEJA LOS SIGNOS PARA EL TRABAJO DIFERENTE, dW DEBE SER (+).
2- EC.10.6: SE DEBE A QUE EN UN SISTEMA AISLADO:
dW = dU (SE CANCELAN EN EC. 10.4) 3- 1/T 1/T > 0: PARA PROCESOS ESPONTNEOS, PERO
SI 1/T 1/T = 0, SOLO ES POSIBLE SI T = T, ENTONCES
HAY EQUILIBRIO.
4- SISTEMAS ISOTRMICOS: SEA:dU = TdS - d(PV) + wu = TdS + wa + wu
DONDE wa ES TRABAJO MECNICO (TdSrev = dU dWt
d(U TS)rev = dWt(mx)
SI LLAMAMOS U TS = A:
dArev = dWt(mx) Arev = Wt(mx)
PARA UN PROCESO IRREVERSIBLE:
Airr < Wt(mx)
PARA QUE UN SISTEMA ISOTRMICO PRODUZCA
TRABAJO, Wt ES (-), LA ENERGA DE HELMHOLTZ
DEBE DISMINUIR (A2 < A1), TAL COMO SE ESPERA.
5- SISTEMAS ISOTRMICOS E ISOBRICOS:
- COMO LO DESARROLLA EL FOLLETO.
6- RESUMEN: Grev REPRESENTA wa(mx) QUE SE PUEDE
OBTENER A T/P = K, Y Arev ES wt(mx) A OBTENER A T = K
- SE PUEDE UTILIZAR EL MTODO QUE DESEE.
