Segunda Ley de la Termodinámica

Para la clase de termodinamica

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Segunda Ley de la Termodinámica por Mind Map: Segunda Ley de la Termodinámica

1. Proceso

1.1. Reversible

1.1.1. Son ideales, no ocurren naturalmente

1.1.2. Sistemas que recuperan las condiciones iniciales al 100%, al igual que el ambiente vuelve a sus condiciones iniciales

1.1.3. Internamente reversible

1.1.3.1. un sistema pasa por una serie de estados de equilibrio, y cuando se invierte el proceso, el sistema pasa por los mismos estados de equilibrio mientras vuelve a su estado inicial.

1.1.4. Externamente reversible

1.1.4.1. la transferencia de calor entre un depósito y un sistema es un proceso externamente reversible si la superficie exterior del sistema está a la temperatura del depósito

1.2. Irreversible

1.2.1. Procesos que pierden energía a través de la fricción, expansión, calor, etc.

2. Ciclo Carnot

2.1. Proceso cíclico reversible que utiliza un gas ideal y consta de 2 procesos adiabáticos y 2 isotérmicos

2.2. duagrama del ciclo de Carnot

2.2.1. A -> B Expansión isotérmica (entra calor)

2.2.2. B -> C Expansión adiabática

2.2.3. C -> D Compresión isotérmica (sale calor)

2.2.4. D -> A Compresión adiabática

2.2.5. El dispositivo realiza un trabajo neto en la expansión (A -> C) y experimenta un trabajo neto en la compresión (C -> A)

2.3. Existe tambien un ciclo igual pero inverso llamado "Ciclo de refrigeracion de Carnot"

3. Ciclo Diesel

3.1. Aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión

3.2. 4 Fases

3.2.1. Admisión

3.2.2. Compresion

3.2.3. Explosion

3.2.4. Escape

3.3. Rendimiento n= 1- (1/E`y-1)

4. Ciclo Stirling

4.1. Se compone de dos procesos isotérmicos y dos isométricos. La regeneración se efectúa a volumen constante

4.2. Proceso 1-2

4.2.1. Se realiza una compresión isotérmica a la temperatura más baja

4.3. Proceso 2-3

4.3.1. Fluido pasa a zona caliente. Proceso isométrico . Aumenta presión con volumen constante

4.4. Proceso 3-4

4.4.1. Expansión isotérmica. Baja piston y desplazador. Se entrega calor externo a sustancia de trabajo.

4.5. Proceso 4-1

4.5.1. Movimiento edo. inicial. Proceso isométrico que finaliza el ciclo. El regenerador absorbe calor

5. Deposito de energía térmica

5.1. Todo cuerpo con alta capacidad térmica, es decir, que a pesar de recibir o perder grandes cantidades de calor, su temperatura no se ve afectada y permanece constante

5.1.1. C = m*Cp

6. Maquinas térmicas

6.1. Enunciado Kevin-Planck

6.1.1. "Es imposible que un dispositivo que opera en un ciclo reciba calor de un sólo depósito y produzca una cantidad neta de trabajo”

6.1.1.1. Establece que:

6.1.1.1.1. Los procesos termodinamicos tiene direccion y solo pueden ocurrir en un sentido, y no al reves.

6.1.1.1.2. La energía de un sistema termodinámico se puede medir tanto en cantidad como en calidad

6.1.1.1.3. Un proceso termodinámico debe cumplir la primer y la segunda ley para que pueda ocurrir

6.1.2. La eficiencia térmica en una maquina térmica nunca puede ser del 100%

6.2. Convierte el calor en trabajo

6.2.1. el calor fluye del deposito térmico mas caliente (foco) al mas frió (sumidero)

6.2.1.1. |W|=|Q1| - |Q2|

6.3. diagrama básico

6.3.1. Todo el trabajo se puede convertir en calor, pero no al revés.

6.4. Maquina Térmica de Carnot

6.4.1. Principio 1

6.4.1.1. La eficiencia de una maquina termica reversible es siempre mayor a una irreversible

6.4.2. Principio 2

6.4.2.1. La eficiencia de una maquina reversible con el mismo foco y sumidero es siempre igual

6.4.3. Su eficiencia es calculada con la siguiente formula:

6.4.3.1. E = 1 - QL/QH ó 1 - TL/TH

6.5. Maquina Térmica Real

6.5.1. Solo alcanzan el 40% de eficiencia

6.5.2. Es imposible eliminar las irreversibilidades

6.5.3. La eficiencia se puede aumentar mediante

6.5.3.1. Aumentado TH

6.5.3.2. Disminuyendo TL

7. Requieren de un trabajo para funcionar:

7.1. Refrigerador

7.1.1. Dispositivo cíclico que transfiere calor de un deposito térmico mas frió a uno mas caliente, su objetivo es enfriar un lugar.

7.1.1.1. La eficiencia (COP) puede ser determinada con la siguiente formula:

7.1.1.1.1. COP = Calor de salida / Trabajo neto de entrada

7.1.2. diagrama básico de un refrigerador

7.1.3. diagrama básico de una bomba de calor

7.2. Bomba de calor

7.2.1. Tambien es un dispositivo ciclico cuyo objetivo es transferir calor de un lugar mas frio a uno mas caliente, pero con el fin de calentar el lugar.

7.2.1.1. La eficiencia (COP) puede ser determinada con la siguiente formula:

7.2.1.1.1. COP = Calor de salida / Trabajo neto de entrada

7.3. Enunciado de Clausius

7.3.1. "Es imposible que se construya un dispositivo cíclico que no transfiera calor de un cuerpo frío a uno caliente"

8. Entropia

8.1. Grado de desorden de la materia. Es un tipo de energia inutilizable que resulta de cualquier proceso

8.1.1. En un sistema aislado la entropia siempre aumenta

8.1.2. Cuando es reversible la entropia se mantiene constante

8.1.3. Es imposible que la entropia disminuya, el universo siempre esta en expansión

8.2. S = Q/T

9. Maquinas de movimiento perpetuo

9.1. Viola alguna de las dos leyes, solo es teoricamente posible. Produce energia infinita sin recibir energia externa constante

9.2. De primera clase si violan la primer ley y de segunda clase si violan la segunda ley.

10. Ciclo de Otto

10.1. Procesos reversibles internamente

10.1.1. 1. Admisión

10.1.2. 2. Compresión

10.1.3. 3. Explosión

10.1.4. 4. Escape

10.2. Eficiencia Térmica

10.2.1. nTer=1-(1/r^k-1)

10.3. Balance de Energía

10.3.1. (Qentrada-Qsalida)-(Wentrada -Wsalida)=DU

11. Enunciados

11.1. Clausius

11.1.1. No es posible un proceso cuyo único resultado sea la transferencia de calor de un cuerpo de menor temperatura a otro de mayor temperatura.

11.2. Kelvin Plank

11.2.1. No es posible un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor procedente de un foco y la conversión de este calor en trabajo.