Otras carreras entropia

[China]

[FONT=arial]Hola, un problema sencillo, pero que la verdad no entiendo, por que lo hacen así, "Una maquina frigorífica gasta 3KWh diarios y mantienen en la cámara una T constante de -3ºC. ¿que variación de entropía experimenta el universo en un día?[/FONT]fffvg

Lo que hacen es pasar esos 3 kwh a kcalorias diarias y dice que es la energía disipada por un día el calor y con ese calor lo divide entre la temperatura para calcular la entropía.
lo que yo entiendo de la maquina frigorífica es que se saca calor de un foco frío, se mete trabajo y se lleva calor a una foco caliente, entonces cuando habla de gasto del frigorífico, no debería referirse a trabajo en lugar de calor???
Y siendo efectivamente calor, como se ha calculado, al dividirlo por la temperatura, no se tendrá en realidad la variación de entropia del sistema?? no la del universo como pedían en el problema?? Gracias a ver si me pueden ayudar

[Richard R Richard]

Re: entropia

Hola he encontrado este articulo que lo explica bastante bien , salvo un error en el punto 3 deberia decir ".....maquina ideal." y dice ".....maquina real."

pero explica lo que preguntas

Saludos

[China]

Re: entropia

Hola,muchas gracias, el articulo esta muy bien, pero no me aclara el hecho de que cuando hablan de que la "máquina gasta 3 KWh", en la resolución del problema lo toman directamente como el calor quien hay que intercambiar para mantener la temperatura en -3ºC, y yo entendiendo que "gasto" debería ser el trabajo que se debe hacer sobre la máquina para que sea posible extraer calor del foco frío.
Eso es lo primero, el gasto parece que es en realidad el calor que se extrae del foco frío, pero según yo entiendo, precisamente el 2º principio dice que no es posible extraer calor de un foco frío sin hacer trabajo, por eso para mi ese "gasto" seria el trabajo.
Pero después de eso, una vez han considerado que ese gasto es el calor intercambiado, lo usan para calcular la entropia, dividiendo entre la T del foco frío, dicen que es el cambio de entropia del universo, lo cual tampoco entiendo, para mi seria cambio de entropia del sistema.Nada como ves estoy hecha un lío.

[Richard R Richard]

Re: entropia

entonces cuando habla de gasto del frigorífico, no debería referirse a trabajo en lugar de calor???

El calor que llega al foco 2 o foco caliente es $Q_2$ y es igual al calor extraído del foco 1 $Q_1$ mas el trabajo de la maquina.

$Q_2=Q_1+W$

El trabajo se transforma en calor en el interior de la maquina y es cedido a la fuente caliente. Tanto el calor como el trabajo en el problema están considerados como energías por unidad de tiempo.

por eso para mi ese "gasto" seria el trabajo.

Claro , es energia puesta en juego, para que la maquina funcione y pase calor de la fuente fria a la caliente.

saludos

[China]

Re: entropia

Ok, entonces si entiendo bien lo que dices, cuando se habla de gasto en este caso, de la máquina frigorífica, no solo se refiere al trabajo externo que hay que aportar para poder sacar calor de un foco frío a uno caliente, si no que se refiere a gasto al calor total que se manda al foco caliente. Vale yo pensé que gasto solo seria lo que aportamos de fuera. Pero si no es mucha molestia que me dices de lo de la entropía, ese calor que llama gasto, lo dividen entre los -3 grados del foco frío y dice que es la variación de entropia del universo, no seria del sistema??

[Richard R Richard]

Re: entropia

Ok, entonces si entiendo bien lo que dices, cuando se habla de gasto en este caso, de la máquina frigorífica, no solo se refiere al trabajo externo que hay que aportar para poder sacar calor de un foco frío a uno caliente,

si no que se refiere a gasto al calor total que se manda al foco caliente.

No, no es asi vamos con un ejemplo sencillo, una heladera como la de tu casa, extrae del interior la cantidad de calor $Q_1$, gastando la cantidad de trabajo $W$(extraido del suminstro electrico) que se convierte en totalmente en calor (en condiciones ideales) y entrega al ambiente la cantidad de calor $Q_2$

Vale yo pensé que gasto solo seria lo que aportamos de fuera.

si es eso , pero los motores reales gastan mas que los ideales, pues sufren rozamientos, sus bobinados tambien calientan y tienen perdidas , por lo que el gasto en general es mayor que el trabajo W es decir $W_{real}>W_{reversible}=W_{ideal}=Q_2-Q_1$

Pero si no es mucha molestia que me dices de lo de la entropía, ese calor que llama gasto, lo dividen entre los -3 grados del foco frío y dice que es la variación de entropia del universo, no seria del sistema??

como el problema lo estas considerando como ideal la entropía del sistema no cambia pero si la del universo.

$\Delta S_{total}=\Delta S_{sist}+\Delta S_{univ}=\Delta S_{univ}$



Saludos

[China]

Re: entropia

Uff madre que lio, si me estas diciendo, creo, lo que yo pensaba de origen, que cuando se habla del "gasto" de una maquina frigorifica, es el trabajo externo que se necesita para extraer calor del foco frio. Creo que esto es lo que me dices. Si es asi, de ahi parte mi duda, pues en el problema usan ese "gasto" para dividiendo entre los -3 grados calculan la entropis y eso me confundió, pues si el gato es el trabajo no se podrá calcular con ese trabajo la entropia.

[Richard R Richard]

Re: entropia

Hola , no estabas equivocada al principio, solo te di material de lectura para que pudieras resolver la parte de la entropía, con un ejemplo mas completo que el enunciado de ese problema,

en definitiva cito puntualmente , al texto que te referí

[FONT=Trebuchet MS]Este trabajo puede relacionarse con el incremento de entropía del universo cuando opera la máquina. Recordemos que la máquina es cíclica y por tanto no existe incremento de entropía por ciclo en su interior, pero sí existe un incremento de entropía asociado a la absorción o cesión de calor de los focos:
[/FONT]

$$\Delta S=\dfrac{|Q_1|}{T_1}-\dfrac{|Q_2|}{T_2}\:\mapsto \: |Q_1|=T_1\left (\Delta S+\dfrac{|Q_2|}{T_2}\right )$$

Como en el problema $T_1$ no te lo dan, y sería la temperatura ambiente, estará bien que la supongas, entre 15° y 30°C, igualmente no tienes ni $Q_1$ ni $Q_2$

pero escogiendo $T_1=T_2=T$ la expresión se reduce a

$\Delta S=\dfrac{|Q_1|}{T}-\dfrac{|Q_2|}{T}=\dfrac{|Q_1|-|Q_2|}{T}=\dfrac{W}{T}$

por que ?

Dijimos que el trabajo

$$W=|Q_1|-|Q_2|$$

reemplazando en 2 la ecuacion 1

$$W=T_1 \left ( \Delta S+\dfrac{|Q_2|}{T_2}\right )-|Q_2|=|Q_2|\left (\dfrac{T_1}{T_2}-1\right )+T_1\Delta S$$

En un ciclo reversible la variación de entropía del universo es $\Delta S=0$

por lo que la ecuacion 3 queda

$$W_{rever}=|Q_2|\left (\dfrac{T_1}{T_2}-1\right )$$

y si el ciclo es real

$$W_{real}=|Q_2|\left (\dfrac{T_1}{T_2}-1\right )+T_1\Delta S$$

es decir uniendo 4 con 5

$W_{real}=W_{rever}+T_1\Delta S$

si consideramos un salto infinitesimal de temperatura o que $T_1=T_2=T\:\mapsto\: W_{rever}=0\:\mapsto\:W_{real}=T\Delta S$

y de esto ultimo llegas a que $\Delta S=\dfrac{W_{real}}{T}$


Saludos $\mathbb R^3$

[China]

Re: entropia

Muchas gracias