segunda ley de la termodinámica
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INTEGRANTES:
• ARTEAGA RODRIGUEZ RUBEN DAVID
• BENITEZ CASAS FLAVIO CESAR
• CANO HERNANDEZ JUAN DE DIOS
• MONROY MAR LUIS ENRIQUE
• ORTA SANCHEZ ALEJANDRA
• VARGAS MARTINEZ DIEGO ARMANDO
• VILLA MARIN JULIANA GUADALUPE
• ZAMORA ORTA CECILIA GABRIELA
SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINAMICA
"LA CANTIDAD DE ENTROPÍA DE CUALQUIER
SISTEMA AISLADO TERMODINÁMICAMENTE
TIENDE A INCREMENTARSE CON EL TIEMPO"
Segunda ley de la termodinámica:
Es imposible construir una máquina térmica que, funcionando de
manera cíclica, sólo produzca el efecto de absorber energía de un
foco y convertirla en igual cantidad de trabajo
La máquina imposible
SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA.
Proceso reversible:
aquel para el cual el sistema puede devolverse a las condiciones
iniciales a lo largo del mismo camino y, para el cual cada punto a
lo largo de dicho camino está en equilibrio térmico.
Proceso irreversible:
Aquel que no cumple estas condiciones. Todos los procesos
reales son irreversibles
PROCESOS REVERSIBLES E
IRREVERSIBLES
ENTROPIA
LA ENTROPÍA DESCRIBE LO IRREVERSIBLE DE LOS SISTEMASTERMODINÁMICOS. LA ENTROPÍA (SIMBOLIZADA COMO S) ESLA MAGNITUD FÍSICA QUE MIDE LA PARTE DE LA ENERGÍAQUE NO PUEDE UTILIZARSE PARA PRODUCIR TRABAJO. ES UNAFUNCIÓN DE ESTADO DE CARÁCTER EXTENSIVO Y SUVALOR, EN UN SISTEMA AISLADO, CRECE EN EL TRANSCURSODE UN PROCESO QUE SE DÉ DE FORMA NATURAL.
El trabajo neto realizado por una sustancia de trabajo conducida
a través del ciclo de Carnot es el máximo trabajo posible para una
cantidad dada de energía, suministrada a la sustancia a la
temperatura mas alta
Una máquina térmica operando en un ciclo reversible ideal
(denominado ciclo de Carnot) entre dos reservorios de energía
es la máquina más eficiente posible
LA MÁQUINA DE CARNOT
MAQUINAS TERMICAS
LAS MÁQUINAS TÉRMICAS PERTENECEN AL
GRUPO DE LAS DE FLUIDO COMPRESIBLE. ES
DECIR, A AQUELLAS QUE TIENEN LA CAPACIDAD
DE REALIZAR UN INTERCAMBIO DE LA ENERGÍA
MECÁNICA MEDIANTE UN FLUIDO QUE LOGRA
ATRAVESARLAS.
• Absorbe calor Qhot
• Realiza trabajo Wout
• Liberación de calor Qcold
Una máquina térmica es cualquier dispositivo que pasa por un proceso cíclico:
Dep. frío TC
Máquina
Dep. Caliente TH
Qhot Wout
Qcold
MÁQUINAS TÉRMICAS
Dep. frío TC
Máquina
Dep. caliente TH
QH W
QC
La eficiencia de una máquina térmica es la razón del trabajo neto realizado W a la entrada de calor QH.
e = 1 -QC
QH
e = = W
QH
QH- QC
QH
Dep. frío TC
Máquina
Dep. caliente TH
800 J W
600 J
Una máquina absorbe 800 J y desecha 600 J cada ciclo. ¿Cuál es la eficiencia?
e = 1 -600 J
800 J
e = 1 -QC
QH
e = 25%
CICLOS DE POTENCIA
CICLO DE CARNOTEn 1824 un ingeniero francés, Sadi Carnot, investigaba los
principios que regían la transformación de energía
térmica, “calor”, en energía mecánica, “trabajo”. Sus estudios se
basaban en una transformación cíclica de un sistema conocida
hoy en día como ciclo de Carnot.
FUNCIONAMIENTO DEL
CICLO DE CARNOT:
EXPANSION ISOTERMICA
EXPANSIÓN ADIABATICA
COMPRESION ISOTERMICA
COMPRESION ADIABATICA
Expansión isotérmica a temperatura
El gas se pone en contacto con un
foco térmico a temperatura
Durante el proceso el gas absorbe
una energía en forma de calor
del foco térmico a través de la base
del cilindro
El gas realiza un trabajo empleado
en elevar el émbolo
EL CICLO DE CARNOT:
PROCESO 1.
La base del cilindro se reemplaza
por un material aislante térmico y el
gas se expande adiabáticamente
(ninguna energía entra o sale del
sistema en forma de calor)
Expansión adiabática
Durante el proceso, la temperatura
baja de a
El gas realiza un trabajo
, empleado en elevar el émbolo
EL CICLO DE CARNOT:
PROCESO 2.
Compresión isotérmica
El gas se pone en contacto térmico
con un foco térmico a temperatura
y se comprime isotérmicamente a
esa temperatura
El gas cede una energía al foco térmico
El trabajo realizado sobre el gas es
EL CICLO DE CARNOT:
PROCESO 3.
Compresión adiabática
La base del cilindro se reemplaza
una vez más por una pared de
material aislante térmico y el gas se
comprime adiabáticamente
La temperatura del gas aumenta hasta
El trabajo realizado sobre el gas es
EL CICLO DE CARNOT:
PROCESO 4.
EL CICLO DE CARNOT
CICLO RANKINE
EL CICLO RANKINE ES EL CICLO IDEAL PARA LASCENTRALES ELÉCTRICAS DE VAPOR, ESTE CICLO IDEALNO INCLUYE NINGUNA IRREVERSIBILIDAD INTERNA.
EL CICLO RANKINE ES UN CICLO QUE OPERA CON VAPOR, Y ES EL QUE SE UTILIZA EN LAS CENTRALES
TERMOELÉCTRICAS.
Consiste en calentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la presión delvapor.
Éste será llevado a una turbina donde produce energía cinética a costa de perderpresión.
Su camino continúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vaporpasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión paranuevamente poder introducirlo a la caldera.
Es un ciclo termodinámico reversible formado por cuatro etapas:
Compresión isoentrópica.
Se aumenta la presión del fluido mediante una bomba.
Absorción de calor a presión constante.
Una fuente de calor (normalmente una caldera) calienta el fluido manteniendo lapresión constante haciendo que este se empiece a evaporar.
Expansión isoentrópica.
Se expande el fluido evaporado en una turbina generando trabajo y reduciendo supresión.
Cesión de calor a presión constante.
El fluido es enfriado en un condensador haciendo que licue.
MEJORAS DEL CICLO RANKINE
1. Reducción de la presión del condensador.
2. Aumentar la presión de la caldera para una temperatura fija .
3. Sobrecalentar la temperatura de entrada de la turbina .
4. Recalentamientos intermedios del vapor, escalonando su expansión .
POR SU
ATENCIÓN
GRACIAS