Entropía

INSTITUTO CULTURAL SUCRE, A.C.
SECCIÓN PREPARATORIA
ENTROPÍA
PRÁCTICA No. 9
ÁREA 1
03/10/04Objetivo:
Comprobar experimentalmente el concepto de Entropía.
Investigación:
• A que se llama entropía y cómo se representa.
Es una variable de estado para un sistema en equilibrio. Esto significa que la entropía siempre es la misma
para un sistema que se encuentra en un determinado estado de equilibrio. Así como P, V y W, la entropía
también es una característica de un sistema que está en equilibrio. Se define como la medida del desorden de
un sistema físico, y por lo tanto, su proximidad al equilibrio térmico.
• 1era. ley de la termodinámica, y ecuación con la que se representa.
Cuando un sistema se pone en contacto con otro más frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las
temperaturas de ambos. Para explicar este fenómeno, los científicos del siglo XVIII conjeturaron que una
sustancia que estaba presente en mayor cantidad en el cuerpo de mayor temperatura fluía hacia el cuerpo de
menor temperatura. Según se creía, esta sustancia hipotética llamada calórico era un fluido capaz de atravesar
los medios materiales. Por el contrario, el primer principio de la termodinámica identifica el calórico, o calor,
como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia
material. Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades llamadas
calorías, y el trabajo o energía, medidos en julios, eran completamente equivalentes. Una caloría equivale a
4,186 julios.
El primer principio es una ley de conservación de la energía. Afirma que, como la energía no puede crearse ni
destruirse dejando a un lado las posteriores ramificaciones de la equivalencia entre masa y energía (véase
Energía nuclear) la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía
transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El
calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.
En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad de energía para producir trabajo; es imposible que una
máquina realice trabajo sin necesidad de energía. Una máquina hipotética de estas características se denomina
móvil perpetuo de primera especie. La ley de conservación de la energía descarta que se pueda inventar nunca
una máquina así. A veces, el primer principio se enuncia como la imposibilidad de la existencia de un móvil
perpetuo de primera especie.
Representada por la ecuación:
Q= U +W
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3. 2nda. ley de la termodinámica y ecuación con la que se representa.
Se puede establecer de 3 formas diferentes:
• La energía calorífica fluye espontáneamente desde un objeto mas caliente a uno más frío , pero no en
sentido inverso.
• Ninguna máquina de calor que trabaja en ciclos continuamente puede cambiar toda la energía consumida en
trabajo útil.
• Si un sistema experimenta cambios espontáneos, éste cambiará en tal forma, que su entropía se incrementa
o , en el mejor de los casos , permanecerá constante.
La segunda ley establece la manera en que ocurrirá un cambio espontáneo , mientras que la primera ley, nos
dice si es posible o no un cambio, de acuerdo con el principio de conservación de la energía. La primera ley se
refiere a la conservación de la energía , la segunda ley, se refiere a la dispersión de ésta última.
4) Cómo varía la entropía en los siguientes procesos, represéntalo con dibujos:
5) Cómo se representa el cambio de entropía.
Cuando entra una cantidad de calor AQ a un sistema a una temperatura absoluta T, el cambio de la entropía
del sistema se define como:
AS= AQ
T
MATERIAL:
Cápsula de porcelana, vaso de precipitado.
SUSTANCIAS: yodo, agua, ácido oxálico.
DESARROLLO:
1 Coloca agua en un vaso y tápalo con una cápsula llena de agua fría , calienta y anota lo que observes.
2 Coloca yodo en un vaso, tápalo con la cápsula llena de agua fría , calienta y anota lo que observes.
3 Coloca una pequeña cantidad de ácido oxálico en un vaso con agua fría , calienta, enfría al chorro de agua y
anota lo que observes.
REPORTE:
1 Cómo varía la entropía para cada uno de los ensayos anteriores y por que?
2 De acuerdo a tu investigación contesta:
Cómo cambia la entropía para los siguientes procesos y por que??
• Fusión de un metal
• Solidificación de la parafina
• Ebullición de un líquido
2
d)Transformación de hidróxido de carbono en hielo seco.
• Disolución del Azúcar.
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
Fundamentos de Química, Ralph A. Burns. Ed. Prentice Hall, p. 325,328
Bueche, Hecht. Física General. M Graw Hill. Novena edición. pp. 258, 274. México. 2001
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