INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZTERMODINAMICA ||

TEMA:

LA ENTROPA

DOCENTE:

ING. FRAN Z. REINOSO A.

INTEGRANTES: CHIMBO JHOFRE FAJARDO DIEGO PADILLA JAIME LEON ROGELIO LLIVISACA ERICK

GRUPO: 1

FECHA DE ENTREGA:

27 DE MAYO DEL 2014

CUENCA ECUADOR

1. Tema: Entropa2. Objetivos:2.1. Objetivo General: Comprender la segunda ley de la termodinmica por medio de la Entropa y sus aplicaciones en procesos comunes de la ingeniera.

2.2. Objetivos especficos:

Realizar una revisin bibliogrfica sobre el concepto fsico de la Entropa. Generar un marco terico concreto sobre las distintas caractersticas de la entropa.

Definir la propiedad de entropa para cuantificar la segunda ley de la termodinmica

Introducir y aplicar el balance de entropa a un sistema.

Detallar el cambio de entropa, la eficiencia isentrpica y el balance de entropa.

Aplicar la teora de entropa en un motor de combustin interna.

3. Introduccin:Entermodinmica, laentropa(S) es unamagnitud fsicaque, mediante clculo, permite determinar la parte de laenergaque no puede utilizarse para producirtrabajo. Es unafuncin de estadode carcterextensivoy su valor, en unsistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se d de forma natural. La entropa describe loirreversiblede los sistemas termodinmicos.En el proyecto predispuesto, se apreciara que la aplicacin realizada, verificara o demostrara que el sistema utilizado tiene una variacin neta de entropa como se apreciara posteriormente.

4. Marco terico

Cambio de entropa de sustancias puras La entropa de una sustancia pura se determina a partir de las tablas (as como otras propiedades).

La entropa es una propiedad por lo tanto el valor de la entropa de un sistema se establece una vez fijado el estado de este. Los valores de entropa en las tablas de propiedades se ofrecen respecto a un estado de referencia arbitrario, en las tablas de vapor (agua) a la entropa de lquido saturado a la temperatura de 0,01C se le asigna el valor de cero (sf = 0) y para el refrigerante 134a, el valor cero es asignado al lquido saturado a la temperatura de -40C. Los valores de entropa se vuelven negativos a temperaturas inferiores al valor de referencia. El valor de la entropa para un estado especfico se determina del mismo modo que se hace para cualquier propiedad. En las regiones de lquido comprimido y vapor sobrecalentado los valores pueden obtenerse directamente de las tablas del estado especificado, mientras que para la regin del vapor hmedo se determina a partir de:

En donde y se listan en las tablas de saturacin. En ausencia de datos para lquidos comprimidos la entropa de estos se aproxima a la del lquido saturado a la dadaDurante un proceso, el cambio de entropa de una masa especificada m (sistema cerrado) es:

Figura 1. Diagrama Entropa Temperatura.

Cambio de entropa de slidos y lquidos:

Los slidos y los lquidos pueden idealizarse como sustancias incompresibles debido a que sus volmenes permanecen esencialmente constantes durante un proceso. De este modo, su cambio de entropa se puede expresar en trminos del calor especfico como sigue:

En general C es una funcin de T y es necesaria una relacin C=C(T) para realizar la integracin. Cuando los cambios de temperatura no son muy grandes, se puede considerar C como constante, en cuyo caso:

El cambio de entropa de gases ideales:Para un gas ideal: P=RT/v, el cambio de entropa se puede expresar como

Calores especficos constantes:

Suponiendo que los calores especficos son constantes, se pueden demostrar las siguientes relaciones:

Calores especficos variables:

Presin relativa: Volumen relativo:

Figura 6. Presin relativa Figura 7. Volumen relativo Eficiencia isoentrpica en dispositivos de flujo estable

Figura 8. Eficiencia isoentropica en dispositivos de flujo estable. Balance de entropa:

El balance de energa es insuficiente para analizar muchos sistemas y muchos procesos termodinmicos ya que la naturaleza ha impuesto ciertas restricciones sobre la transferencia y conversin de energa. El tratamiento cuantitativo de estas restricciones se ha facilitado con la introduccin del concepto de entropa. De esta manera cualquier proceso real deber cumplir con los principios de conservacin de masa, conservacin de energa y balance de entropa .Un sistema puede sufrir un cambio en entropa como resultado de un proceso en donde su energa, masa ovolumen pueden cambiar.

Esta relacin frecuentemente se denomina el balance de entropa y es aplicable a cualquier sistema que pasa por cualquier proceso. La relacin de balance de entropa puede enunciarse como: el cambio de entropia de un sistema durante un proceso es igual a la transferencia neta de entropa a travs de la frontera del sistema y a la entropa generada dentro del sistema. Balance de entropa sistemas abiertos:

Figura 9. Relacin del cambio de entropa.

Balance de entropa sistemas cerrados

Figura 10. Cambio de entropa en sistemas cerrados.Aqu T es la temperatura absoluta que parte de la frontera del sistema cuando Q cruza la frontera.En procesos adiabticos: Para determinar la naturaleza de un proceso, es decir, si es reversible o no, debemos evaluar la entropa total del sistema y del entorno, es decir, la generacin de entropa:

Dnde:

y el entorno se trata como focos trmicos: