Otras carreras Balance de entropía

[Celadas]

Hola, tengo alguna dificultad con el balance de entropía siguiente:

En el proceso de absorción de calor (proceso isocoro $V_2=V_3$) de un ciclo otto con $T_2= 757.949 K$ y $T_3= 1969.47 K$ con una masa de aire de $m= 6.77.10^{-4} Kg$ Cual será el balance de entropía del sistema y del universo de este proceso de absorción de calor suponiendo que el calor se cede desde un foco a $2500 K$. Sabemos que $C_v= 0.719$
Muchas gracias y saludos

[arivasm]

Re: Balance de entropía

Hola Celadas.

Trataré de ayudar, aunque confieso que lo hago con bastante inseguridad.

En las etapas adiabáticas no hay intercambio de calor, por lo que tampoco varía la entropía. En las isócoras la variación de entropía será opuesta siempre y cuando el ciclo sea ideal, pues finalmente, al cabo del ciclo la entropía no habrá variado. En una sola de las isócoras la variación de entropía es $\dst \Delta S= \int \frac{\delta Q_V}{T} = \int \frac{n c_v \dd T}{T}=n c_v \ln\frac{T_f}{T_i}$.

Con respecto al universo, quizá el cálculo se deba hacer tomando en consideración que hay un intercambio irreversible de calor desde el foco térmico. Por tanto, el cálculo se haría determinando la cantidad de calor que se ingresa en el ciclo ($nc_v(T_f-T_i)$) y dividirlo por la temperatura del foco.

De todos modos, en tu post hay unas cuantas cosas que despistan. Así, faltan las unidades de $c_v$, con lo que podría ser que las expresiones anteriores haya que aplicarlas con $m c_v$ en lugar de $n c_v$. Igualmente, también convendría que aclarases qué son los puntos 2 y 3, aunque está claro que pertenecen a una de las dos isócoras.

[Celadas]

Re: Balance de entropía

Hola arivasm gracias por tú ayuda. Yo los cálculos que había hecho son los siguientes:
$\Delta S= S_3-S_2= C_v Ln \frac{T_3}{ T_2}= 0.719 Ln \frac{1969.47}{ 757.949}=0.6865 \frac{Kj}{K. Kg }$
Para la entropía del universo $\Delta S_u=\Delta S_{2-3}-\frac{Q_{2-3}}{T_{fuente} }=0.6865-\frac{871.08}{2500 }=0.338 \frac{Kj}{K.Kg }$
Creo que es lo mismo que me has respondido.
Saludos

[Celadas]

Re: Balance de entropía

Por cierto los puntos 2 y 3 es la isocora posterior a la compresión adiabática. Por otro lado trabajo con masa pero en este caso doy las unidades en $Kj/K. Kg$

[arivasm]

Re: Balance de entropía

Estoy completamente de acuerdo. De todos modos, expondré las dudas a las que me refería en mi post, en particular relativas al balance de entropía del universo, pues no queda claro cómo se hace la segunda transferencia de calor desde el ciclo al entorno. Quizá podemos evaluarla suponiendo que existe equilibrio en todos los puntos (es decir, de manera completamente reversible), con lo que el aumento de la entropía en el entorno será igual a la disminución de la entropía en el ciclo. De ese modo, sólo habría creación neta de entropía en la primera transferencia de calor, hacia el ciclo, cuyo valor es el que tú has calculado.