Entropia gazului perfect in procese termodinamice

Entropia gazului perfect in procese termodinamice

Pentru a urmari cum variaza entropia cu ceilalti parametrii termodinamici se porneste de la relatiile reunite ale principiului I cu II:

dQ = dU + pdV = TdS (4.135)

si

dQ = dH - Vdp = TdS (4.136)

Aplicand ecuatia de stare a gazului perfect (2.17) si relatiile (4.33) si (4.35), impartind cu T si inmultind cu rezulta:

(4.137)

si

(4.138)

C_V si C_p fiind independente de temperatura, integrarea nedefinita duce la expresia entropiei gazului perfect cu aproximarea unei constante de integrare:

S = + C_VlnT + RlnV (4.139)

si

S = + C_plnT - Rlnp (4.140)

La trecerea gazului perfect din starea initiala 1 in cea finala 2, variatia de entropie va fi data prin integrarea definita a relatiilor diferentiale (4.137) si (4.138):

(4.141)

si

(4.142)

a)      Proces izoterm (dT = 0)

(4.143)

b)      Proces izocor (dV = 0)

(4.144)

c)      Proces izobar (dp = 0)

(4.145)

d)      Transformare de faza

In procesele de transformare de stare fizica (topire, solidificare, vaporizare, condensare) care sunt reversibile si izoterm-izobare (dT = 0, dp = 0), variatia de entropie se obtine direct din ecuatie (4.122):

(4.146)

unde:      T_tr = temperatura de transformare de faza la presiunea de lucru;

H_tr = variatia de entalpie ce insoteste transformarea de faza.

e)      Reactie chimica

Reactiile chimice exoterme ( H < 0) produc o crestere de entropie, iar reactiile chimice endoterme ( H > 0) produc o scadere a entropiei.

Variatia de entropie intr-o reactie chimica este:

(4.147)

unde:      = entropia standard a produsilor de reactie;

= entropia standard a reactantilor;

n_p = numarul de moli ai produsilor de reactie;

n_r = numarul de moli ai reactantilor.