Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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ENTROPÍA
ejemplo, suponiendo que 80 por ciento de potencia de entrada se convierte en
calor, un compresor de 150 hp, cuando opera a carga completa, puede rechazar
tanto calor como un calentador eléctrico de 90 kW u otro de gas natural
de 400 000 Btu/h. Así, el uso apropiado del calor desechado de un compresor
puede producir ahorros significativos de energía y costos.
Exterior
Líquido de enfriamiento
del compresor
Compuerta
(modo de invierno)
Interior
de la
instalación
FIGURA 7-80
El calor desechado por un compresor
puede usarse para calentar un edificio en
invierno.
Aire
Intercambiador de calor
líquido a aire
Aire
caliente
Compuerta
(modo de verano)
RESUMEN
Proceso isentrópico:
La segunda ley de la termodinámica conduce a la definición
s 2 s 1
1. Sustancias puras:
P 2
Cualquier proceso: ¢s s 2 s s 2 s 1 s° 2 s° 1 R ln
1 P 1
de una nueva propiedad llamada entropía que es una medida
cuantitativa de desorden microscópico para un sistema. Cualquier
2. Sustancias incompresibles:
cantidad cuya integral cíclica es cero es una propiedad,
T 2
y la entropía está definida como
Cualquier proceso: s 2 s 1 c prom ln
T 1
dS a dQ T b Proceso isentrópico: T 2 T 1
int rev
3. Gases ideales:
a) Calores específicos constantes (tratamiento aproximado):
Para el caso especial de un proceso isotérmico internamente
reversible,
Cualquier proceso:
¢S
Q
T 2 v 2
T s 2 s 1 c v,prom ln R ln
0
T 1 v 1
La parte de la desigualdad en la desigualdad de Clausius combinada
con la definición de entropía produce una desigualdad
T 2 P 2
s 2 s 1 c p,prom ln R ln
T 1 P 1
conocida como el principio de incremento de entropía, que se
expresa como
Proceso isentrópico:
S gen 0
a T 2
b a v k 1
1
b
T 1 s const v 2
donde S gen es la entropía generada durante el proceso. El
cambio de entropía es ocasionado por la transferencia de
a T 2
b a P 1k 12>k
2
b
calor, el flujo másico e irreversibilidades. La transferencia
T 1 s const P 1
de calor hacia un sistema aumenta la entropía, y la transferencia
de calor desde un sistema la disminuye. El efecto de
a P 2
b a v k
1
b
P
las irreversibilidades siempre es aumentar la entropía.
1 s const v 2
El cambio de entropía y las relaciones isentrópicas para un
proceso pueden resumirse como:
b) Calores específicos variables (tratamiento exacto):
Cualquier proceso: