Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 7
El cambio de entropía para cada depósito puede determinarse de la ecuación
7-6, ya que cada depósito sufre un proceso isotérmico internamente
reversible.
a) Para el proceso de transferencia de calor a un sumidero a 500 K:
¢S fuente Q fuente
T fuente
2 000 kJ
800 K 2.5 kJ>K Vapor
y
¢S sumidero Q sumidero 2 000 kJ
4.0 kJ>K
T sumidero 500 K
S gen ¢S total ¢S fuente ¢S sumidero 12.5 4.02 kJ>K 1.5 kJ/K
Así, 1.5 kJ/K de entropía es generada durante este proceso. Como ambos depósitos
han sufrido procesos internamente reversibles, la generación entera de entropía
tuvo lugar en la división.
b) Si se repiten los cálculos del inciso a) para una temperatura de 750 K en
el sumidero, obtenemos
¢S fuente 2.5 kJ>k
¢S sumidero 2.7 kJ>K
y
S gen ¢S total 12.5 2.72 kJ>K 0.2 kJ/K
El cambio de entropía total para el proceso presentado en el inciso b) es
menor y por lo tanto el proceso es menos irreversible. Esto puede esperarse
ya que el proceso en b) involucra una diferencia de temperatura menor y, por
ende, una irreversibilidad menor.
Comentario Las irreversibilidades asociadas con ambos procesos podrían ser
eliminadas con una máquina térmica de Carnot que opere entre la fuente y el
sumidero. En este caso puede demostrarse que el S total 0.
7-3 ■ CAMBIO DE ENTROPÍA
DE SUSTANCIAS PURAS
La entropía es una propiedad, por lo tanto el valor de la entropía de un sistema
se establece una vez fijado el estado de éste. Las dos propiedades intensivas
independientes fijan el estado de un sistema simple compresible, así
como los valores de la entropía y otras propiedades en ese estado. Es posible
expresar en términos de otras propiedades el cambio de la entropía de una sustancia,
empezando por su definición (véase Secc. 7-7). Pero en general estas
relaciones son demasiado complicadas e imprácticas para cálculos manuales;
por lo tanto, con el uso de un estado de referencia adecuado las entropías de
sustancias se evalúan a partir de los datos de propiedades medibles siguiendo
los cálculos bastante complicados, para después tabular los resultados de la
misma forma en que se hace con otras propiedades como v, u y h (Fig. 7-10).
Los valores de entropía en las tablas de propiedades se ofrecen respecto a
un estado de referencia arbitrario. En las tablas de vapor de agua, a la entropía
de líquido saturado s f a 0.01 °C se le asigna el valor de cero, y para el
refrigerante 134a, el valor cero es asignado al líquido saturado a 40 °C. Los
valores de entropía se vuelven negativos a temperaturas inferiores al valor de
referencia.
T
P 1 s 1 ≅ s
T ƒ a T1
1
}
T 3 s
P 3 3
}
Líquido
comprimido 2 sobrecalentado
1 Mezcla saturada 3
de vapor y líquido
(vapor húmedo)
T 2 s 2 = s ƒ + x 2 s
x ƒg
2
}
FIGURA 7-10
La entropía de una sustancia pura se
determina a partir de las tablas (igual que
otras propiedades).
s