Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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ENTROPÍA
La potencia de salida de la turbina es determinada a partir del balance de
energía en su forma de tasa,
# #
E
14444244443
entrada E salida
1444444442444444443
dE sistema / dt 0
Tasa de transferencia neta de energía
mediante calor, trabajo y masa
Tasa de cambio de energías interna,
cinética, potencial, etcétera
#
salida
¡ 0 (estable)
E
# entrada E
# # # #
m h 1 W salida m h 2 1desde Q 0, ec ep 02
# #
W salida m 1h 1 h 2 2
El estado a la entrada está completamente especificado, ya que se dan dos
propiedades, pero sólo una de éstas (la presión) se da en el estado final y es
necesario conocer una propiedad más para determinar el estado. La segunda
propiedad se obtiene al observar que el proceso es reversible y adiabático, y
por lo tanto isentrópico. Así, s 2 s l , y
Estado 1:
P 1 5 MPa
T 1 450 °C f
h 1 3 317.2 kJ>kg
s 1 6.8210 kJ>kg # K
Estado 2:
P 2 1.4 MPa
s 2 s 1
f h 2 2 967.4 kJ>kg
Entonces, el trabajo de salida de la turbina por unidad de masa de vapor de
agua se estima en
w salida h 1 h 2 3 317.2 2 967.4 349.8 kJ/kg
T
Proceso
internamente
reversible
dA = T dS
= δQ
∫
2
Área = T dS = Q
1
7-5 ■ DIAGRAMAS DE PROPIEDADES
QUE INVOLUCRAN A LA ENTROPÍA
Los diagramas de propiedades proporcionan gran ayuda visual en el análisis
termodinámico de los procesos. En los capítulos anteriores hemos usado
extensivamente diagramas P-v y T-v junto con la primera ley de la termodinámica.
Para el análisis de la segunda ley es muy útil trazar los procesos en
diagramas en los que una de las coordenadas es la entropía. Los dos diagramas
normalmente usados en este tipo de análisis son los diagramas de temperatura-entropía
y entalpía-entropía.
Retome la ecuación que define la entropía (Ec. 7-4), la cual puede reestructurarse
como
dQ int rev TdS
1kJ2
(7-14)
Como se muestra en la figura 7-16, dQ int rev corresponde a un área diferencial
en un diagrama T-S. La transferencia total de calor durante un proceso internamente
reversible es determinado por la siguiente integración
FIGURA 7-16
En un diagrama T-S, el área bajo la curva
representa la transferencia de calor para
un proceso internamente reversible.
S
Q int rev
2
1
TdS1kJ2 (7-15)
que corresponde al área bajo la curva del proceso en un diagrama T-S. Por consiguiente,
se concluye que el área bajo la curva del proceso en un diagrama
T-S representa la transferencia de calor durante un proceso internamente
reversible. Esto es algo análogo al trabajo de frontera reversible que se repre-