UNIVERSIDAD FERMÌN TORO

VICE RECTORADO ACADÈMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

Kevin Lucena

BARQUISIMETO 30 DE MAYO DEL 2014

UNIVERSIDAD: “FERMÍN TORO”

ASIGNATURA. TERMODINÁMICA Y MÁQUINAS TÉRMICAS

PROFESOR: ING. MSc. FERNANDO JOSÉ RIVAS

EVALUACIÓN

2DA LEY DE LA TERMODINÁMICA

1ERA PARTE:

1.- Basándose en el material suministrado, defina con sus propias palabras la

entropía.

La entropía es una propiedad termodinámica que mide el grado de

restricciones que se han removido de un sistema y comúnmente se asocia al grado

de orden que se ha perdido entre un estado y otro. La entropía es una propiedad

extensiva, es decir, la entropía de un sistema complejo es la suma de las entropías

de las partes.

2.- Mediante un ejemplo real explique el principio de Kelvin Plank

El enunciado de Kelvin-Planck del segundo principio de la termodinámica es el

siguiente:

Es imposible construir una máquina que, operando ciclicamente, produzca

como único efecto la extracción de calor de un foco y la realización de una

cantidad equivalente de trabajo

Este enunciado afirma la imposibilidad de construir una máquina que

convierta todo el calor en trabajo. Siempre es necesario intercambiar calor con un

segundo foco (el foco frío), de forma que parte del calor absorbido se expulsa

como calor de desecho al ambiente.

Matemáticamente, esto implica que el rendimiento de una máquina

térmica, que según el Primer Principio de la Termodinámica podría ser igual a la

unidad, es en realidad siempre menor que la unidad

El enunciado de Kelvin-Planck está enunciado de manera negativa: nos

dice lo que no es posible, no lo que es posible. Se expone además sin justificación

previa: simplemente refleja un hecho empírico, que no ha sido refutado por

ninguna experiencia. Es posible, no obstante, justificar el segundo principio de la

termodinámica acudiendo a la visión microscópica de los sistemas.

Este enunciado establece una asimetría entre calor y trabajo. Mientras que según

el primer principio ambas son formas de variar la energía interna de un sistema, el

segundo principio establece una clara diferencia:

Una máquina puede transformar todo el trabajo en calor (es lo que hace una

estufa eléctrica, por ejemplo).

Una máquina no puede transformar todo el calor en trabajo.

En el enunciado de Kelvin-Planck es importante la palabra “cíclicamente” ya que

sí es posible transformar todo el calor en trabajo, siempre que no sea en un

proceso cíclico. Por ejemplo, en una expansión isoterma suministramos calor a un

gas de forma que éste aumenta su volumen, realizando trabajo. Todo el calor se

transforma en trabajo, pero el proceso no es cíclico, ya que el volumen final del

sistema es diferente del inicial.

3.- Mediante un ejemplo real explique el principio de Clausius

El enunciado de Clausius del Segundo Principio de la Termodinámica

prohíbe la existencia de refrigeradores ideales

Es imposible un proceso que tenga como único resultado el paso de calor

de un foco frío a un foco caliente

Como el enunciado de Kelvin-Planck, el enunciado de Clausius está

formulado de manera negativa. Expresa un hecho empírico. En términos llanos, el

enunciado de Clausius nos dice que para enfriar algo por debajo de la temperatura

ambiente es necesario un trabajo adicional, esto es, que un frigorífico no funciona

si no se enchufa

El enunciado de Clausius establece un sentido para la propagación del

calor. Éste fluye de manera espontánea de los cuerpos calientes a los fríos, nunca

a la inversa.

2da Parte.

De los ejercicios propuestos en el material sobre la 2da ley de la termodinámica.

Deben escoger tres de ellos y resolverlos. Se va a evaluar el grado de dificultad de

cada uno de ellos.

Esta actividad es grupal con máximo 3 integrantes