Prácticas en Físico Química: Segundo Principio y Máquinas Térmicas, Ejercicios de Física

¡Descarga Prácticas en Físico Química: Segundo Principio y Máquinas Térmicas y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity! PANA TN 2020 PRACTICA 06. SEGUNDO PRINCIPIO TERMODINAMICO L INTRODUCCION Algunas cosas ocurren naturalmente, otras no. Un gas se expande para llenar el espacio disponible, un cuerpo caliente se enfría hasta la temperatura de su entorno y una reacción química procede preferentemente en una dirección antes que enla otra, algún aspecto del mundo determina la dirección espontánea del cambio. Un gas puede confinarse a un espacio más pequeño, un objeto puede enfriarse utilizando un refrigerador y algunas reacciones pueden llevarse a cabo en el sentido inverso (como en la electrólisis del agua). Sin embargo, ninguno de estos procesos es espontáneo; cada uno debe llevarse a cabo realizando un trabajo. Un punto importante es que "espontáneo" debe interpretarse como una tendencia natural que puede o no ser evidente en la práctica. Los fenómenos en los que las cosas se desordenan son más probables que aquellos que entrañan una ordenación. El cambio espontáneo de una disposición ordenada a otra desordenada es consecuencia de las leyes de la probabilidad IL OBJETIVOS + Manejar las propiedades del segundo principio termodinámico y las maquinas térmicas, con sentido crítico. + Resolver ejercicios aplicando la teoría adquirida segundo principio termodinámico y las maquinas térmicas, con actitud y responsabilidad. IL. FUNDAMENTO TEORICO 3.1 Segunda Ley termodinámica El segundo principio termodinámico se ocupa de: + Determinar cuánto calor suministrado a una maquina térmica se puede convertir en trabajo, de manera continua. + — Determinar en qué dirección se va a producir un proceso Tipos de Procesos: A. Proceso Natural o espontáneo: es aquel que tiene lugar sin influencia externa, es decir sin necesidad de aplicar un trabajo. B. Proceso no Natural o no espontaneo: es aquel proceso imaginario ideal, no real, que para que se produzca hay que realizar un trabajo. FISICOQUIMICA AMBEINTAL |] Página 37 PA al 2020 La dirección de un cambio natural o espontaneo es hacia el incremento de la dispersión energética, aumento del desorden (entropía) teniendo como límite el equilibrio. Proceso espontaneo Condición Inicial Equilibrio Ejemplo: Expansión espontanea de un gas Proceso espontaneo Condición Inicial Equilibrio Pgas > Pext Pgas = Pext Ejemplo: Transferencia de calor de un cuerpo caliente a otro frío Proceso espontaneo Condición Inicial Equilibrio Qc > Qf Qc = Qf “La energía mecánica y otras formas de energía pueden transformarse COMPLETAMENTE en energía calorífica, pero la energía calorífica nunca puede transformarse completamente y UNICAMENTE en energía mecánica u otras, a menos que el proceso sea reversible y la parte del proceso que está a la temperatura más baja se encuentre en el cero absoluto 3.2 Máquinas térmicas Una máquina térmica conduce una sustancia de trabajo a través de un proceso cíclico. Se extrae energía de un foco a mayor temperatura q«Se obtiene trabajo w La máquina cede energía a un foco térmico a menor temperatura qr Primer principio aplicado al proceso cíclico que realiza la máquina: AU=Q-W Donde: Q= |Qc] - 104 Proceso cíclico: AU=0 Por tanto: W =|Qc] - 1Q4 3.3 Máquina de Carnot La máquina de Carnot es una máquina que trabaja cíclicamente entre dos focos térmicos. La sustancia de trabajo sufre un proceso cíclico reversible absorbiendo calor del foco caliente y cediéndolo al foco frío. La reversibilidad del proceso exige que la absorción y la cesión de calor de los focos se produzcan con la sustancia de trabajo a la misma temperatura que los focos. AER NAS AAA