SESION 4 - Mecanica de Fluidos

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MECÁNICA DE FLUIDOS PARA 
INGENIERÍA AMBIENTAL
Carrera Profesional de Ing. Ambiental
Profesor: Jesús Alexander Sánchez González
ENTROPÍA Y ENERGÍA LIBRE
El grado de desorden
LOGRO DE LA SESIÓN
Al término de la sesión el estudiante comprende a la entropía 
como una propiedad termodinámica útil; empleando información 
sobre la segunda ley de la termodinámica, y la energía libre
OBSERVE LA SIGUIENTE IMAGEN
OBSERVE LAS SIGUIENTES IMÁGENES
RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS
Un ejemplo 
cotidiano de 
desorden
ejemplo de 
un proceso 
reversible
DESARROLLE LO SIGUIENTE
TR
A
B
A
JO •Discuta otros aspectos 
referentes a la entropía
•Discuta por qué la entropía 
en un ciclo no es cero
CONTENIDO
Procesos cíclicos y 
máquinas térmicas. 
Los enunciados clásicos 
del segundo principio. 
Reversibilidad e 
irreversibilidad.
ENTROPÍA Y 
ENERGÍA LIBRE
(S Y G)
ENTROPÍA
ENTROPÍA
Es una medida del grado de desorden.
ENTROPÍA
Es una medida del grado de desorden.
A mayor temperatura mayor desorden (mayor S)
ENTROPÍA
Es una medida del grado de desorden.
A mayor temperatura mayor desorden (mayor S)
El estado gaseoso tiene mayor desorden, y el líquido
más que el sólido.
ENTROPÍA
Es una medida del grado de desorden.
A mayor temperatura mayor desorden (mayor S)
El estado gaseoso tiene mayor desorden, y el líquido
más que el sólido.
Más moléculas en estado gaseoso más desorden.
ENTROPÍA
ENTROPÍA
A menor temperatura, menor desorden,
luego:
ENTROPÍA
Tercer principio de la termodinámica:
ENTROPÍA
Tercer principio de la termodinámica:
La entropía
de una sustancia
que se encuentre como un cristal perfecto
a 0 K
es cero.
ENTROPÍA
Por otro lado,
podemos encontrar una fórmula
para calcular la entropía:
ENTROPÍA
La entropía aumenta si recibe calor (Q>0), el 
aumento es inversamente proporcional a la T (si la 
temperatura es alta, una determinada cantidad de 
calor varia menos el desorden que a temparatura 
baja)
ΔS = Q/T 
ENTROPÍA
ENTROPÍA
SEGUNDO PRINCIPIO 
DE LA TERMOQUÍMICA
Un sistema evoluciona de forma
espontánea si la entropía del 
universo aumenta con esa transformación
Δ s
universo
> 0
Δs
universo
= Δ s
sistema
+ Δ s
entorno
ENERGÍA LIBRE
ENERGÍA LIBRE
Δs
universo
= Δ s
sistema
+ Δ s
entorno
Δ s
entorno
= Q
entorno
/T
ambiente
Q
entorno 
= - Q
sistema
Δ s
entorno
= - Q
sistema
/T
ambiente
Δ s
entorno
= - ΔH
sistema
/T
ambiente Qsistema = ΔHsistema
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
T ambiente = T
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
T ambiente = T
Δ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
T ambiente = T
Δ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
T ambiente = T
Δ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
ambiente
ENERGÍA LIBRE
T ambiente = T
Δ s
universo
= Δ s
sistema
- Δ H
sistema
/T
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·Δ s
universo
= T·Δ s
sistema
- ΔH
sistema
ENERGÍA LIBRE
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS
sistema
- Δ H
sistema
ENERGÍA LIBRE
Eliminamos el subíndice sistema, el incremento de entropía y de 
entalpía se referirán al sistema.
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
COMPARANDO
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
COMPARANDO
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
COMPARANDO
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
OBTENEMOS
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TT·ΔS
universo
= T·ΔS - ΔH
ENERGÍA LIBRE
Como T, S y H son funciones de estado
Definimos energía libre como G = H - T·S
ΔG = ΔH – Δ(T·S)
Si T = constante
ΔG = ΔH – T·ΔS
OBTENEMOS
ΔG = – T·ΔSuniverso
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔG = - T·ΔS
universo
= ΔH - T·ΔS
ENERGÍA LIBRE
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔG = - T·ΔS
universo
= ΔH - T·ΔS
ENERGÍA LIBRE
Si el ΔG de un sistema es negativo el proceso ocurre 
espontaneamente, la entropía del universo aumenta.
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔG = - T·ΔS
universo
= ΔH - T·ΔS
ENERGÍA LIBRE
Si el ΔG de un sistema es negativo el proceso ocurre 
espontáneamente, la entropía del universo aumenta.
Si el ΔG de un sistema es positivo el proceso no ocurre 
espontáneamente.
sߡ
universo
sߡ =
sistema
- Hߡ
sistema
/TΔG = - T·ΔS
universo
= ΔH - T·ΔS
ENERGÍA LIBRE
Si el ΔG de un sistema es negativo el proceso ocurre 
espontáneamente, la entropía del universo aumenta.
Si el ΔG de un sistema es positivo el proceso no ocurre 
espontáneamente.
Si el ΔG de un sistema es cero el proceso está en 
equilibrio.