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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=Q12/T
S=entropía
Q12=
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
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:
Elaboraran su informe, para registrar sus resultados en su Blog.
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los
depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
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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