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LISTA DE COTEJO
Ingeniería en Química de Procesos Industriales
CUADRO COMPARATIVO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
Subsistema de Universidades Tecnológicas
Nombre de los integrantes del equipo:
**- Alamilla Ramírez José Guadalupe
- Hernández Bolaina Fredy
- Zarrazaga león Luis Gerardo
- Pérez Rodríguez Manuel Antonio** Fecha de Entrega: 27/NOV/ Facilitador: Noemi Monserrato Goñi Vera Periodo de Evaluación. Septiembre-Diciembre 2020 Asignatura. TERMODINÁMICA QUÍMICA AVANZADA Grupo: 1° A y B Tipo de Instrumento : Unidad de Aprendizaje: III. Segunda y tercera leyes de la termodinámica
Objetivo de la unidad: El alumno evaluará los procesos químicos
propuestos en nuevos proyectos a través de la 2a y 3a leyes de la
termodinámica, para determinar su viabilidad.
OBJETIVO DE APRENDIZAJE DEL EJERCICIO Integrar ejemplos reales que permitan la significación del conocimiento, Mejorar la capacidad de expresión escrita, Mejorar la capacidad de integración de conocimientos. INSTRUCCIONES AL ALUMNO Realizar un cuadro comparativo de las segunda y tercera leyes de la termodinámica de acuerdo con el esquema que se encuentra anexo ACTIVIDADES A REALIZAR
N
o.
Ítems PONDERACION Cumpl OBSERVACIONES e S / N RUBRICA (Porcenta je
1. La información es presentada en tiempo y forma^2
2. Presenta los conceptos solicitados en el cuadro comparativo^2
3. La información es clara y ordenada y presenta esquemas y/o dibujos^1
4. Proporciona algunos ejemplos de cada tema de la unidad^1
5. La información es manuscrita o digital^1
6. Anota las referencias bibliográficas en formato APA^2
CALIFICACION:
FIRMAS
- Almilla Ramírez José **Guadalupe
- Hernández Bolaina Fredy
- Zarrazaga león Luis** Gerardo
NOEMI MONSERRATO GOÑI VERA
CUADRO COMPARATIVO DE LA SEGUNDA Y TERCERA LEYES DE LA
TERMODINÁMICA
Segunda Ley Tercera Ley
Enunciado En un estado de equilibrio, los valores que toman los parámetros característicos de un sistema termodinámico aislado son tales que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en función de dichos parámetros, llamada entropía.
Es imposible por cualquier
procedimiento alcanzar la
isoterma { T=0} en un número
finito de pasos.
Formula
ΔS= kB lnΩS= kB lnΩ
Significado de cada variable de la fórmula Δs = Cambio de entropías = Cambio de entropía
dQ = Diferencia de calor
T = Temperatura
ΔS= kB lnΩS = Variación de la entropía
kB = Constante de Boltzmann
Ω = Número de microestados
Unidades de cada variable de la fórmula Δs = Cambio de entropías = J/K joules sobre kelvin
dQ = J joules
T = K kelvins
ΔS= kB lnΩS= J/K Joules sobre kelvin
kB = 1.38 x 10-23 J/K
Ω= Números de microestados
posibles
¿Dónde aplica?
- Motores térmicos - Refrigeradores - Comprensión del metabolismo humano - Producción de Hidrogeno y oxigeno atreves del aire. - La criogenia. - Criocirugías. ¿Cómo se comporta la entropía?
La cantidad de entropía del
universo tiende a
incrementarse en el tiempo. Es
decir la cantidad de energía no
utilizable aumente a medida
que el tiempo pasa en la
transición de un estado de
equilibrio a otro.
La tercera ley de la termodinámica también se puede definir como que al llegar al cero absoluto, 0 grados kelvin, cualquier proceso de un sistema físico se detiene y que al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.
“SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA”
Un cilindro con pistón se llena con una mezcla de líquido y vapor de agua a 300 K y se le transfieren al agua 750 kJ de calor mediante un proceso a presión constante. Como resultado, el líquido dentro del cilindro se vaporiza. Calcular el cambio de la entropía en el proceso. El proceso descrito en el enunciado se lleva a cabo a presión constante en un sistema cerrado, que no experimenta intercambio de masa. Puesto que se trata de una vaporización, durante la cual la temperatura tampoco cambia, se puede aplicar la definición de cambio de entropía dada anteriormente y la temperatura puede salir fuera de la integral ΔVS= 750.000 J / 300 K = 2500 J/K. Dado que al sistema entra calor, el cambio en la entropía es positivo. Un gas sufre un aumento de presión de 2.00 a 6.00 atmósferas (atm), manteniendo un volumen constante de 1.00 m3, para después expandirse a presión constante hasta llegar a un volumen de 3.00 m3. Finalmente regresa a su estado inicial. Calcular cuánto trabajo se lleva a cabo en 1 ciclo. Se trata de un proceso cíclico en el cual la variación de energía interna es nula, según la primera ley de la termodinámica, por lo tanto, Q = W. En un diagrama P-V (presión – volumen), el trabajo realizado durante un proceso cíclico equivale al área encerrada por la curva. Para dar los resultados en el Sistema Internacional es necesario efectuar un cambio de unidades en la presión mediante el siguiente factor de conversión: 1 atm = 101.325 kPa = 101.325 Pa.
El área encerrada por la gráfica
corresponde a la de un triángulo cuya
base (3 – 1 m3) = 2 m3 y cuya altura es
(6 – 2 atm) = 4 atm = 405.300 Pa
WABCA = ½ (2 m3 x 405300 Pa) = 405300 J = 405.3 kJ.
Calor: El calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor que absorbe o cede un sistema termodinámico depende normalmente del tipo de transformación que ha experimentado dicho sistema. Trabajo: La energía interna de un cuerpo no incluye la energía cinética global o potencial mecánica del mismo, tal y como señalamos anteriormente. Es por ello que no se ve alterada con el trabajo mecánico. En termodinámica nos interesa otro tipo de trabajo, capaz de variar la energía interna de los sistemas. Se trata del trabajo termodinámico. Se denomina trabajo termodinámico a la transferencia de energía entre el sistema y el entorno por métodos que no dependen de la diferencia de temperaturas entre ambos. Es capaz de variar la energía interna del sistema. Entropía: En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física para un sistema termodinámico en equilibrio. Mide el número de microestados compatibles con el macroestado de equilibrio, también se puede decir que mide el grado de organización del sistema, o que es la razón de un incremento entre energía interna frente a un incremento de temperatura del sistema termodinámico.
BIBLIOGRAFÍA
Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. 2020. Second Law Of Thermodynamics. Disponible en: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/seclaw.html [consultado 27 November 2020]. Fisicalab.com. 2020. Segunda Ley De La Termodinamica. Disponile en: <https://www.fisicalab.com/ apartado/segundo-principio-termo#:~:text=El%20segundo%20principio%20de%20la,todo%20el %20calor%20en%20trabajo> [consultado 27 November 2020]. Lifeder. 2020. Segunda Ley De La Termodinámica: Fórmulas, Ecuaciones, Ejemplos - Lifeder. Disponible en: https://www.lifeder.com/segunda-ley-termodinamica/ [consultado 27 November 2020]. Lifeder, 2020. Tercera Ley De La Termodinámica: Fórmulas, Ecuaciones, Ejemplos - Lifeder. [online] Lifeder. Available at: https://www.lifeder.com/tercera-ley-termodinamica/ [Accessed 26 November 2020].
