Desigualdad de Clausius. para procesos reversibles e irreversibles

-

 Cuando dividimos un ciclo en infinitos trozos muy pequeños, la suma se convierte en una integral y la cantidad de calor absorbida (o cedida) en cada paso se convierte en una cantidad diferencial. En este caso, la desigualdad se expresa

\oint\frac{\delta Q}{T}\ \begin{cases}=0 & \mbox{reversible} \\ < 0 & \mbox{irreversible}\end{cases}

donde el símbolo de la integral con un círculo representa el que el proceso es cíclico. El calor se considera en todos los pasos que va hacia adentro del sistema y es negativo si en realidad sale de él.

Este enunciado contiene todas las versiones anteriores, ya que si la temperatura es constante en un tramo, sale de la integral y el resultado se reduce a la expresión que ya conocemos.

La desigualdad de Clausius no nos dice cuanto vale la integral, en general. Solo nos informa de su signo. Pero al hacerlo nos proporciona un criterio para clasificar los posibles procesos:

  • Si la integral es negativa: el proceso es irreversible.
  • Si la integral es nula: el proceso es reversible.
  • Si la integral es positiva: el proceso es imposible.

Páginas consultadas:

Comentarios

Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

Postulados de la segunda ley: Kelvin Plank y Clausius

-
Imagen
  El Primer Principio no es suficiente para definir la Termodinámica, por lo que el Segundo Principio impone una condición adicional a los procesos termodinámicos. Así, según el primer principio, el motor de un barco podría tomar el calor del mar para moverlo, situación que es completamente imposible. Esta imposibilidad viene definida por dos enunciados equivalentes. Enunciados de Clausius y Kelvin-Planck Enunciado de Clausius No es posible un proceso cuyo único resultado sea la transferencia de calor de un cuerpo de menor temperatura a otro de mayor temperatura. Enunciado de Kelvin-Planck 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. E quivalencia entre el enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck Las dos figuras que vienen a continuación nos muestran de forma gráfica la equivalencia de los enunciados de Clausius y de Kelvin-Planck. El conjunto de una máquina que transfiera calor del foco frí...
Leer más

Principio de incremento de entropía.

-
Imagen
  todos los sistemas tienden a un máximo de entropía, y éste es el motivo de que cuando se lleva a cabo una reacción química en un sistema aislado (sin intercambio de materia ni de energía) en el cual el factor energético no puede ser determinante, dado que no se está intercambiando ningún tipo de energía con el entorno, se produzca espontáneamente aquel proceso en el que aumente la entropía del sistema. Por tanto, vemos que la entropía del sistema está aumentando, ΔS > 0, a pesar de que no hay ningún tipo de intercambio con el exterior… ¿Cómo es esto posible? Es posible porque la entropía, a diferencia de la energía, sí que se puede crear. De hecho la entropía se crea constantemente en el Universo, no para de aumentar, y esta es la base del Segundo Principio de la Termodinámica. Si nosotros consideramos la totalidad del Universo como un colosal sistema aislado, cualquier proceso espontáneo que tenga lugar en él será aquel que haga que ΔS u  > 0 y, por tanto, e...
Leer más

Proceso adiabático reversible: cambio de entropía de un gas ideal.

-
Imagen
  Aplicación a procesos reversibles de un gas ideal A continuación se calcula la variación de entropía para las cuatro  transformaciones reversibles  más habituales que puede experimentar un gas ideal. Transformación adiabática Una transformación adiabática se caracteriza porque la sustancia de trabajo no intercambia calor, es decir: Se cumple entonces que entre dos estados 1 y 2 unidos por una transformación adiabática reversible la entropía no varía; por ello estas transformaciones se denominan también  isentrópicas . Transformación isoterma Teniendo en cuenta que la temperatura es constante podemos sacarla fuera de la integral en el cálculo de la variación de entropía: Esta expresión se utiliza para calcular la variación de entropía de un  foco térmico  (dispositivo capaz de absorber o ceder calor sin modificar su temperatura). Haciendo uso de la expresión que da el  calor intercambiado en una trasformación isoterma  experimentada por un gas id...
Leer más