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FASE DE APERTURA
El
Profesor de acuerdo a su Planeación de clase
les plantea la siguiente pregunta:
¿Por
qué no es posible aprovechar toda la energía en un sistema térmico?
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Preguntas
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¿Qué es la entropía?
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¿Cuál es el modelo matemático de la
entropía?
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¿Cuáles son las unidades que intervienen el
modelo matemático de la entropía?
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¿Cuándo se tiene un proceso irreversible?
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Ejemplos de procesos termodinámicos
irreversibles
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¿Para qué sirve la entropía?
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Equipo
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5
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4
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1
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6
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2
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3
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Respuesta
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En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud
física que 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.
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S2-S1=Q1à2/T
S=entropía
Q1à2= cantidad de calor intercambiado
entre el sistema y el entorno
T=Temperatura
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S=[cal/K]
Unidades:
Cal= calorías
K= grados kelvin
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Los procesos en los que primero se
transforma energía interna de un sistema en energía mecánica, y después en
energía interna nuevamente, decimos que presentan irreversibilidad mecánica
interna.
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Transferencia de
energía como calor debido la diferencia significativa de temperatura.
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Es un tipo de magnitud física que calcula
aquella energía que existe en un determinado objeto o elemento pero que no
es útil para realizar un trabajo o esfuerzo. La entropía es aquella energía
que no es utilizable ante el advenimiento de un proceso termodinámico.
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El
Profesor solicita a los alumnos que presenten resultados, empleando la
técnica seleccionada.
FASE DE DESARROLLO
- Los alumnos desarrollan la lectura
siguiente de acuerdo a las indicaciones del Profesor:
http://www.taringa.net/posts/info/9140414/experimento-parece-violar-la-entropia.html
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=h1JkZR0Ibdc
http://www.youtube.com/watch?v=rkSRsTilmdk&feature=related
ejemplo
https://www.youtube.com/watch?v=-akLqkGABYc
Vamos a imaginar que tenemos una caja con
tres divisiones; dentro de la caja y en cada división se encuentran tres tipos diferentes de canicas: azules, amarillas
y rojas, respectivamente. Las divisiones son movibles así que me decido a quitar
la primera de ellas, la que separa a las canicas azules de las amarillas. Lo
que estoy haciendo dentro del punto de vista de la entropía es quitar un grado o
índice de restricción a mi sistema; antes de que yo quitara la primera
división, las canicas se encontraban separadas y ordenadas en colores: en la primera división las azules, en la
segunda las amarillas y en la tercera las rojas, estaban restringidas a un
cierto orden.
Al quitar la segunda división, estoy
quitando también otro grado de restricción. Las canicas se han mezclados unas
con otras de tal manera que ahora no las puedo tener ordenas pues las
barreras que les restringían han sido quitadas.
La entropía de este sistema ha aumentado
al ir quitando las restricciones pues inicialmente había un orden establecido
y al final del proceso (el proceso
este caso el quitar las divisiones de la caja) no existe orden alguno
dentro de la caja.
La entropía es en este caso una medida del orden (o desorden) de un
sistema o de la falta de grados de restricción; la manera de utilizarla es
medirla en nuestro sistema inicial, es decir, antes de remover alguna
restricción, y volverla a medir al final del proceso que sufrió el sistema.
El concepto de entropía fue
introducido por primera vez por R. J. Clausius a mediados del siglo XIX.
Clausius, ingeniero francés, también formuló un principio para la Segunda
ley: "No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la
transferencia de calor desde un cuerpo frío a otro más caliente”. En base
a este principio, Clausius introdujo el concepto de entropía, la cual es una medición de la
cantidad de restricciones que existen para que un proceso se lleve a cabo y
nos determina también la dirección de dicho
proceso.
FASE
DE CIERRE
Al
final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la
clase, de lo que se aprendió. Para
generar una conclusión grupal relativa a la entropía e irreversibilidad
energética.
Revisa el trabajo a cada alumno y
lo registra en la lista de MOODLE.
Actividad
Extra clase:
Los
alumnos:
Ø
Elaboraran su informe, para registrar sus
resultados en su Blog.
Ø
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Ø
Los integrantes de cada equipo, se comunicarán
la información indagada y la procesaran en Googledocs,
Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor
en la siguiente sesión.
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