17. Entropia

Question 1

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica (introducció)

Answer 1

• 1r ppi no imposa restriccions, però alguns fenòmens només passen en 1 sentit

Ex:

• calor de fred a calent, no és espontani, però no s’oposa a 1r principi
• gas confinat que s’expandeix lliurement
• cos llisca sobre taula rugosa –> genera Eint al terra i superfi, però Eint no genera moviment

Si es porodueixen uns però no els inversos, falta algun principi

(seg. punt: 1.1. Maq. Termiques i Kelvin-Planck)

Question 2

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica
19. 1. Màq. tèrmiques. Enunciat de Kelvin-Planck
20. 2. Maq. frigorífiques. Enunciat de Clausius.

Answer 2

1. 1. Màq. tèrmiques. Enunciat de Kelvin-Planck
      - Descriure màquina tèrmica
      - Rendiment: 1 - Qc/Qh
      - Dibuix/esquema
      - Enunciat: en un procés cíclic no es pot convertir Q en W sense altre resultat
2. 2. Maq. frigorífiques. Enunciat de Clausius.
      - Descriure funcionamet
      - Coeficient d’eficiència w = Qc/W = Qc/Qh-Qc
      - Enunciat de Clausius: No pot haver una procés que com a únic resultat extregui calor d’una font freda i passi a una font calenta

(seg punt: 1.3. Equivalència dels dos enunciats)

Question 3

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica
19. 3. Equivalència enunciats de Kelvin-Planck i de Clausius

Answer 3

Imatge

(Següent punt: 1.4. Proc reversibles i irreversibles)

Question 4

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica
19. 4. Processos reversibles i irreversibles

Answer 4

Def. Proc Reversible: té lloc i és t.q. pot recuperat l’estat inicial sense ocasionar cap canvi a l’entorn.

Tots processos naturals són irreversibles

Ex:

• Calor cos cal a fred –> al revès viola 2n principi
• Em –> Q (fregament) al revès viola 2n principi (KP)

Condicions necessàries per a que un procés pugui ser reversible

1. Quiasiestàtic: sistema sempre en equilibri
2. No dissipació energia per fregament
3. Adiabàtics

Proc reversibles són idealitzacions

(Seg. punt: 1..5 Cicle de Carnot. Teorema de Carnot)

Question 5

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica
19. 5. Cicle de Carnot. Teorema de Carnot.

Answer 5

2n principi rendiment menor 100 %

Carnot màquina de màxima ef (–> teorema)

Etapes:

• Isoterma reversible a Th, s’absorbeix Qh
• Adiab. reversible de Th a Tc
• Isoterma reversible a Tc es cedeix Qc
• Adiab reversible de Tc a Th

Posar exemple gas ideal(?). Gràfic per concretar el cicle, càlculs potser no

Teorema de Carnot

Cap màquina pot superar el rendiment d’una màquina de Carnot operant entre les mateixes fonts

Imatge

Corolari:

Totes les màquines operant entre les mateixes fonts tenen el mateix rendiment

imatge

(seg punt: 1.6. Escala temodinàmica de temperatures)

Question 6

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Segon principi de la temodinàmica
19. 6. Escala temodinàmica de temperatures.

Answer 6

Del C.Carnot –> Kelvin proposa fer ser energia (calor) com a prop temomètrica

Seria escala independent de la susbstància

(imatge)

(Seg. punt: 2. Entropia. 2.1. T. Clausius)

Question 7

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Entropia
19. 1. Teorema de Clausius.

Answer 7

Imatge

(seg. punt 2.2. Def Entropia)

Question 8

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Entropia
19. 1. Definició Entropia

Answer 8

Recordar dir que és funció d’estat

a pesar dif de la calor

(incloure els diagrames TS a l’explicació???)

(seg. punt: Entropia als processos reversibles)

Question 9

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Entropia
19. 3. Entropia dels processos reversibles

Answer 9

(següent punt: Entropia processos irreversibles)

Question 10

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Entropia
19. 4. Entropia processos irreversibles

Answer 10

(següent punt: 2º llei i entropia)

Question 11

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Entropia
19. 5. 2ª llei i entropia

Answer 11

dS > 0 entropia d’un sistema aïllat sempre augmenta

Si no és aïllat

dSsist + dSentorn = dSuniv > 0 —> Entropia univers sempre augment

fletxa del temps

(seg punt: Qüestions relacionades amb 2 ppi)

Question 12

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Qüestions relacionades amb el 2n principi (intro)

Answer 12

S és una magnitud que augmenta

L’energia es degrada (???)

Entropia absoluta i tabular dades (???)

Següent punt: ordre i desordre

Question 13

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Qüestions relacionades amb el 2n principi
19. 1. Ordre i desordre

Answer 13

• Augment de S –> Augment del desordre

Ex: Gas expansió lliure caixa // rotura d’un tassó

• Què vol dir desordre??? No és “tal” és un concepte que prové de mecànica estadística
• Prob. Termodinàmica (OMEGA ) Num estat microscòpics que es corresponen amb el macroestat termodinàmic particular

Tornar als exemples

Per tant els sistemes evolucionen cap a OMEGA major, estats més probables

S = Kl·n(OMEGA)

Per tant, l’augment d’entropia és “estadístic” o probabilístic, creix perquè el més probable és que el sistema evolucioni cap a aquests estats.

Question 14

17. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Qüestions relacionades amb el 2n principi: ordre i desordre, espontaneïtat de les reaccions.
18. Qüestions relacionades amb el 2n principi
19. 1. Espontaneïtat de les reaccions. Energia de Gibbs

Answer 14

(és el darrer punt)