2°PRACTICA-CAMBIO DE ENTROPIA EN GASES IDEALES-1953550-IMA

12 de mayo del 2022
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
Laboratorio: TERMODINAMICA DE
GASES Y VAPORES
PRACTICA No.2 Cambio de entropía en gases ideales
Periodo: ENERO – JUNIO 2022
Hora: V5 Día: jueves
Brigada: 416
Docente: IVETT ALEJANDRA TREVINO CERON
NOMBRE: ABDIEL ALEJANDRO MORALES
GALVAN
MATRICULA: 1953550
CARRERA: IMA (INGENIERO MECANICO
ADMINISTRADOR)
0
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION………………………………………………………………………2
DESARROLLO………………………………………………………………………2
CONCLUSION………………………………………………………………………6
BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………………6
1
INTRODUCCION
Sobre esta práctica se hablará del conocimiento adquiridos realizar las mediciones
de la presión y la temperatura del estado inicial y final del sistema de un tanque
aislado para obtener un marco de los cambios de la entropía Muchas aplicaciones
en la ingeniería involucran flujo de gases (como aire). Enseguida examinamos las
relaciones de la entropía para el comportamiento de un gas ideal. ahora por esto
mediante una lectura reflexiva para dar el complemento de las presentes y la
primera y segunda relación termodinámica tds también en por que los trabajos se
hacen en un sistema aislado y así considerando lo que indica es como determinar
el cambio de entropía de gases ideales y por último tenemos que dar a la conclusión
del conocimiento encontrado entre la ingeniería y la práctica. De cómo te llevamos
a lo que seria lo investigado el aprendizaje que podemos realizar en nuestras áreas
por este tipo de trabajos de practica
DESARROLLO
1.- ¿Qué es un gas ideal?
que estaría compuesto por partículas que se desplazan aleatoriamente y sin
interactuar entre sí. Su energía cinética es directamente proporcional a la
temperatura. Las colisiones entre las moléculas que lo componen (entre sí y con el
recipiente o contenedor) son de tipo elástico, es decir, que conservan el momento y
la energía cinética.
Cualquier ecuación que relacione la presión, la temperatura y el volumen específico
de una sustancia se denomina ecuación de estado. Las relaciones de propiedades
que comprenden a otras pertenecientes a una sustancia que se halla en estados de
equilibrio, también se conocen como ecuaciones de estado. Hay varias ecuaciones
de estado, algunas sencillas y otras muy complejas: la más sencilla y mejor
conocida para sustancias en la fase gaseosa es la ecuación de estado de gas ideal,
la cual predice el comportamiento P-v-T de un gas con bastante exactitud, dentro
de cierta región elegida adecuadamente. Las palabras gas y vapor a menudo se
utilizan como sinónimos y comúnmente a la fase de vapor de una sustancia se le
llama gas cuando su temperatura es más alta que la temperatura crítica. Vapor
normalmente implica un gas que no se encuentra muy alejado del estado de
condensación.
En 1662 el inglés Robert Boyle observó durante sus experimentos con una cámara
de vacío que la presión de los gases es inversamente proporcional a su volumen.
En 1802, los franceses J. Charles y J. Gay-Lussac determinaron de modo
experimental que a bajas presiones el volumen de un gas es proporcional a su
temperatura.
2
2.- Presente la primera y segunda relación termodinámica "Tds"
Relación fundamental de la termodinámica Las propiedades termodinámicas son
funciones de estado por lo que su integración nos da la diferencia entre dos puntos.
Incorporando la definición de trabajo termodinámico
Tomando en cuenta la segunda ley de la termodinámica para un proceso reversible
Combinando y considerando un proceso reversible
Ahora si tomamos en cuenta de que es un sistema cerrado no hay cambios totales
de moles por lo que permanecen constantes. (Gibbs 1961) dU = TdS – PdV (primera
relación fundamental) Debido a que está compuesta por funciones de estado esta
puede ser definida a procesos reversibles e irreversibles, pero de masa constante y
de fase homogénea. Las variables V y S son las que definen de forma más sencilla
a U por lo que se denominan grupo fundamental, S y V son dos variables
independientes. Se refiere como relación fundamental ya que si esta está definida
pueden establecerse todas las demás.
Por ejemplo: 𝑇 = 𝜕/U 𝜕/S 𝑉 y 𝑃 = 𝜕/U 𝜕/V 𝑆 Si la relación de dU se lleva a S y a V
constantes 𝑑U𝑆,𝑉 ≤ 0 Criterio de equilibrio Todo proceso que se acerque al equilibrio
a entropía y volumen constante tiende a una disminución de la energía interna. Lo
anterior establece la primera relación fundamental de la energía interna (U), esto
puede ser expandido para otras formas de energía como la entalpía (H), entropía,
energía libre de Gibbs (G) energía libre de Helmont (A) entre otras.
3
3.- ¿Qué es un sistema aislado?
se entiende por sistema aislado a aquellos sistemas en los cuales no se produce
intercambio ni de materia ni de energía con el entorno, debido a la acción de algún
tipo de barreras que permiten la conservación de los recursos del sistema, a la vez
que impiden el ingreso de recursos del afuera.
El sistema de aislamiento tiene las siguientes características: Tienen algún tipo de
barrera llamada aislante, y restringen severa y notoriamente la comunicación entre
el interior y el exterior. Mientras permanezcan aislados, sus recursos y propiedades
se mantienen constantes y estables, es decir, sin cambios: nada sale y nada entra,
o al menos no en un porcentaje significativo. No existe un aislamiento completo y
no existen aisladores perfectos: todos tienen algún margen de pérdida o fuga, pero
en muchos casos este margen suele ser insignificante o insignificante durante un
estudio del sistema. En muchos casos, el aislamiento creado en el sistema es
temporal y, dado el tiempo suficiente, la magnitud de su pérdida o inexactitud se
hace evidente.
4.- ¿Por qué trabajar en un sistema aislado?
Por que lo que es en el sistema de como en este caso en la practica que el tanque
no intercambie energía ni sus alrededores así para que el análisis pueda dar el
funcionamiento ya que también por el debido de la acción de algún tipo de barreras
que permiten la conservación de los recursos del sistema a la vez que vacían de los
recursos del sistema la vez que impiden el ingreso de recurso de afuera.
5.- considerando calores específicos constantes y variables ¿Cómo se
determina el cambio de entropía en gases ideales
Calores específicos constantes (análisis aproximado) Suponer los calores
específicos constantes para los gases ideales es una forma común de aproximación
que ya se ha usado antes en este libro en varias ocasiones. Esta forma
normalmente simplifica el análisis, pero el precio que pagamos por emplearla es
alguna pérdida de exactitud. La magnitud de error introducida por esta suposición
depende de la situación, por ejemplo: para los gases monoatómicos ideales como
el helio, los calores específicos son independientes de la temperatura y por
consiguiente suponer el calor constante específico no provoca error; mientras que
para gases ideales cuyos calores específicos varían casi linealmente en el intervalo
4
en que se hallan las temperaturas de interés, el error posible se minimiza usando
los valores de calores específicos evaluados a temperatura promedio. Los
resultados normalmente obtenidos con este tipo de aproximación son lo
suficientemente exactos si el intervalo de temperatura no es mayor que unos cientos
de grados. Las relaciones de cambio de entropía para los gases ideales bajo la
suposición de calor específico constante se obtienen fácilmente al reemplazar cv(T)
y cp(T) en las ecuaciones 7-31 y 7-32 por el cv, prom y cp, prom, respectivamente,
y al realizar las integraciones. Así, se obtiene.
Calores específicos variables (análisis exacto) Durante un proceso, cuando el
cambio de temperatura es grande y los calores específicos del gas ideal no varían
linealmente dentro del intervalo de temperatura, la suposición de calores específicos
constantes puede llevar a errores considerables al calcular el cambio de entropía.
En estos casos, la variación de los calores específicos a causa de la temperatura
debe considerarse adecuadamente y utilizar las relaciones exactas para estos
calores como una función de temperatura. El cambio de entropía durante un proceso
se determina entonces al sustituir las relaciones cv(T) o cp(T) y después llevar a
cabo las integraciones.
5
CONCLUSION
Como ya sabemos en esta aplicación en la ingeniería se involucra muchas de estas
cosas de este conocimiento nuevo aprendido por todos nosotros por esta
investigación de crear hipótesis y poder llevar a que análisis es mejor para así
nosotros saber cómo lograr los cambios de entropía por métodos de calores
específicos variables y constantes como ya que son métodos de análisis correctos
solo de demostrarlo pero en esto como practica es lo que nos enseña a poder
nosotros llevar a un método científico en que poder observar y luego llevar a un
método con la cual podamos dar una pequeña hipótesis y después el resultado ya
que todo ingeniero busca a en cualquier método complicado para así observar el
comportamiento de un gas ideal que brindan la posibilidad de entender cómo se
construye el conocimiento dentro de la comunidad científica e ingeniera, además
aportan una mejor comprensión teórica.
BIBLIOGRAFIA
Yunus A. Çengel. (2019). capítulo 7 entropía. En termodinámica (pp.109-578).
México: Mc Graw Hill.
Julia Máxima. (2021). gases ideales. octubre 21, de características Sitio web:
https://www.caracteristicas.co/gases-ideales/
Francisco. (2013). Relación fundamental de la termodinámica. de WordPress Sitio
web:
https://termoapunefm.files.wordpress.com/2013/05/tema-i-sistemas-decomposicion-constante.pdf
Alejandro. (2021). sistema aislado.
https://concepto.de/sistema-aislado/
6
agosto
5,
de
concepto
Sitio
web: