2do principio de la termodinámica Se expresa citando los siguientes enunciados CLAUSIUS: el calor no puede de pasar de forma espontánea de una fuente fría a otra fuente más caliente. KELVIN: no todo el calor de una fuente puede transformase en trabajo, sino que parte de ese calor deberá cederse a una fuente de menor temperatura. PLANK: no es posible que exista un proceso cíclico cuyo único resultado sea el flujo de calor, desde un deposito térmico y la realización de un trabajo equivalente. CICLO DE CARNNOT: 𝑣2 1-2) ISOTERMA. Q1 = W+ Δu (0) = Q1 = W = n.R.t.ln𝑣1 W= - ΔU = - (m.cv.(t1-t2)) 2-3) ADIABATICA. Q=0 𝑣4 3-4) ISOTERMA. Q2 = W+ Δu (0) = Q2 = W = n.R.t.ln𝑣3 W= - ΔU = - (m.cv.(t1-t4)) 4-1) ADIABATICA. Q=0 Área del ciclo de CARNNOT = TRABAJO ÚTIL Wu=W1-2+W2-3 – W3-4 – W4-1 𝑄2 R= 1 - 𝑄1 R = 1- 𝑣4 𝑣3 𝑣2 𝑛.𝑟.𝑡1.ln( ) 𝑣1 𝑛.𝑟.𝑡2.ln( ) = R= 1 - 𝑣3 𝑣4 𝑣2 𝑡2.ln( ) 𝑣1 𝑡1.ln( ) = R= 1- 𝒕𝟏 𝒕𝟐 Máquina de CARNNOT vs. Otra máquina térmica La máquina de carnnot tiene mejor rendimiento que otra máquina térmica siempre que trabaje en los mismos rangos de temperatura. ¿Qué es una máquina térmica y como calculo el rendimiento? La máquina térmica funciona con dos fuentes a diferentes temperaturas, toma calor de la fuente caliente parte lo transforma en trabajo y el remanente va a la fuente fría. T1>T2 W= Q1- Q2 𝑊 Rend = 𝑄1 = 𝑄2 𝑄1 𝑄1−𝑄2 𝑄1 𝑄1 𝑄2 𝑸𝟐 = 𝑄1 - 𝑄1 = Rend = 1- 𝑸𝟏 𝑇2 𝑻𝟐 = 𝑇1 = R<1 Rend = 1 - 𝑻𝟏 Que es una máquina frigorífica? Y como calculo el rendimiento? Es un dispositivo cíclico que transfiere calor desde una fuente fría hasta una fuente caliente, gracias al trabajo (W) aportado desde el exterior. T1<T2 Δu = 0 R= 𝑄2 𝑊 = W- Q2+Q1 = Q2= W+Q1 𝑊+𝑄1 𝑊 =𝑊 𝑊 + 𝑄1 𝑊 = R=1+ 𝑸𝟏 𝑾 R>1 Explicar por qué se puede usar la temperatura en un ciclo de carnnot Se puede usar la temperatura ya que se puede considerar la transmisión de calor que es proporcional a ambos focos. Esto se debe a que son gases perfectos y la variación de energía interna (Δu) es función exclusiva de la variación de temperatura (Δt) . De qué depende la entropía. La entropía es una función que depende del calor (Q) y de la temperatura (t). el calor puede ser emitido (-Q) o absorbido (Q) por lo tanto la entropía puede ser positiva o negativa. S= 𝑄 𝑇 Demostrar que la variación de entropía (Δs) es nula en un ciclo de carnnot ΔS1-2 = 𝑄1 𝑇1 ΔS2-3 = 0 = Q2-3 =0 𝑄2 ΔS3-4 = 𝑇2 ΔS4-1 = 0 = Q4-1 =0 ΔST = ΔS1-2 - ΔS3-4 𝑸𝟏 𝑸𝟐 => ΔST = 𝑻𝟏 - 𝑻𝟐 𝑸𝟐 Rendimiento máquina térmica = 1- 𝑸𝟏 𝑻𝟐 Rendimiento máqui CARNNOT = 1 - 𝑻𝟏 𝑸𝟐 𝑸𝟏 ΔS = 𝑻𝟐 = 𝑻𝟏 => T2 = 𝑸𝟐 𝑻𝟏 - 𝑸𝟐 𝑸𝟐.𝑻𝟏 𝑸𝟏 𝐐𝟐.𝐓𝟏 𝑸𝟏 => ΔS = 𝑸𝟏 𝑻𝟏 - 𝑸𝟏 𝑻𝟏 =0 Indicar la expresión donde la variación entropía (ΔS) es función de estado La ΔS es función de estado porque depende de los parámetros inicial y final
