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segunda ley de la termodinámica y energía libre de Gibbs

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Lizbeth Duran

on 19 May 2014

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Transcript of segunda ley de la termodinámica y energía libre de Gibbs


- SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA.
Procesos reversibles e irreversibles.
Eficiencia termodinámica.
-ENTROPÍA.
Definición y ecuación.
Neguentropia.
-LA ENERGÍA DE GIBBS(G)
Trabajo útil y su ecuación.
-Resumen
-Conclusión
-Referencias bibliográficas.

índice
introducción
Una de las leyes más importantes de la física, todas sus ecuaciones llevan a la explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía.

El segundo principio de la termodinámica establece que si bien la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, sí que se transforman.

Sin embargo, el punto del segundo principio es que, como ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere a estados de equilibrio.

objetivo
Que el alumno comprenda las relaciones que tiene la segunda ley de termodinámica, en que casos se da y como se aplica en la vida diaria, explicar la definición de procesos reversibles e irreversibles así como la eficiencia termodinámica.

Samantha Mariscal Quintana
Avril Pérez Fontes
Lizbeth Durán Gutiérrez
Roberto Campos Bernal
Karen Fuentes Sáenz


segunda ley de la termodinámica y energía libre de Gibbs
Universidad Autónoma de Chihuahua.
¿De que se trata esta ley?
pronostica la dirección que siguen los procesos naturales y las situaciones de equilibrio.

Afirma que la energía no solo tiene una dirección, sino que también tiene calidad y cantidad.

Para medir la calidad de una forma de energía, se mide el trabajo útil máximo que puede obtenerse a partir de cierta forma de energía en el sistema y sus alrededores, a esta medida se le llama exergía o disponibilidad.

La entropía del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso que se encuentra en equilibrio.
Para un proceso en equilibrio:
Para un proceso espontáneo:

mayor a cero
igual a cero.
Se establece la imposibilidad de convertir totalmente una cantidad de calor (energía de baja calidad) en trabajo (energía de máxima calidad).

Establece que: “el calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frio o a un objeto caliente”
irreversible.
reversible.
Aquel que después de ser llevado de un estado inicial a uno final, puede retomar sus propiedades originales sin variación neta del sistema ni el medio exterior.

Procesos reversibles e irreversibles.

Es un proceso unidireccional, donde el sistema y su alrededor no pueden regresar a su estado inicial.

Eficiencia termodinámica
Razón entre el trabajo realizado y el calor absorbido durante un ciclo.

Los sistemas productores de energía reciben determinada clase de energía.

Procesan y disipan una parte de ellas.

dan como salida un tipo de energía que será aprovechable.

la máxima eficacia corresponde a una mínima disipación de energía, en el interior del dispositivo.
Una eficiencia elevada se asocia con una forma de operar donde el dispositivo tenga perdidas pequeñas.

entropía
(s)
Medida de cantidad de energía que ya no es posible convertirse en trabajo.

Entre mas entropía menos disponible esta la energía para efectuar trabajo.

Medida de grado de dispersión de la energía en un sistema

Medida de desorden o aleatoriedad

Ecuación:
S = k log W.

S
= es la entropía de un sistema.
W
= el número de micro estados posibles de sus partículas elementales.
K
= una constante de proporcionalidad, constante de Boltzmann, cuyo valor es 1,3805 ×10–23 J/K (si el logaritmo se toma en la base natural)


Neguentropia.

Entropía que el sistema exporta para mantener su entropía baja.

Tendencia natural de un sistema buscando provocar en el una tendencia al orden.

Entropía negativa o sintropia.

Mecanismo de autorregulación

Se utiliza para predecir si una reacción es espontánea o esta en equilibrio.

Energía libre de Gibbs (G)
Variable de estado que combina entropía y entalpía.
Se puede definir como fracción de variación total de energía que es capaz de efectuar trabajo a medida que el sistema tiende al equilibrio, a P y T constantes
Resumen
La entropía del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso en equilibrio.
La termodinámica en la ciencia que estudia la energía y sus transformaciones.

Conclusión
Los sistemas biológicos son esencialmente isotérmicos y usan energía química para desarrollar los procesos necesarios para mantener la vida.
H o entalpía, expresa el contenido de calor en una reacción a presión constante, se mide como la diferencia entre:
H(productos) – H(reactivos) = ∆H
G o energía libre de Gibbs, expresa la cantidad de energía capaz de realizar trabajo, se mide como la diferencia de energía entre

G(productos) – G(reactivos) = ∆G
S o entropía, es una magnitud del desorden en un sistema, cuando los productos son menos complejos y más desordenados que los reactivos la entropía aumenta,
S(productos) – S(reactivos) = ∆S



Referencias bibliográficas.
Chang raymond (2010). Entropia, energia libre y equilibrio in: Quimica. McGraw-Hill.
Jose M. Saviron. (1986). Problemas de fisica general. España: Reverte.
Kurt C. Rolle. Termodinamica.Pearson.
Docencia UAM. (2012). Termodinamica. 2014, de Universidad Autonoma de Morelia Sitio web: docencia.izt.uam.mx/japg/.../3.../3Termodinamicabioenergetica.pdf
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