Variación de entropía en sustancias incompresibles y en gases perfectos ======================================================================= Para líquidos incompresibles: .. math:: ds = c\frac{dT}{T} \rightarrow s_2-s_1 = c \ln \frac{T_2}{T_1} \hspace{2cm} \left[\frac{J}{kg \cdot K}\right] en donde: - c: calor específico de la sustancia Para gases perfectos: .. math:: s_2-s_1 = c_v \ln \frac{T_2}{T_1} + R\ln \frac{v_2}{v_1} \hspace{2cm} \left[\frac{J}{kg \cdot K}\right] Demostración ------------ Para calcular la variación de entropía de una sustancia determinada no hay más que aplicar la ecuación de Gibbs reordenada en la forma: .. math:: dS = \frac{dU+pdV}{T} que referida a la unidad de masa o a la unidad de sustancia se escribe: .. math:: ds = \frac{du+pdv}{T} En el caso de sustancias incompresibles: .. math:: dv &= 0 \\ du &= cdT siendo :math:`c` el calor específico de la sustancia incompresible. Con esto la ecuación de Gibbs queda: .. math:: ds = c\frac{dT}{T} \rightarrow s_2-s_1 = c \ln \frac{T_2}{T_1} \hspace{2cm} \left[\frac{J}{kg \cdot K}\right] En el caso del modelo de gas perfecto: .. math:: du &= c_v dT \\ p &= R_g\frac{T}{v} con :math:`c_v` constante. Así pues, la variación de entropía en un gas perfecto se obtendrá sustituyendo en (3.24) las relaciones (3.26) e integrando entre el instante inicial y final obteniendo: .. math:: s_2-s_1 = c_v \ln \frac{T_2}{T_1} + R\ln \frac{v_2}{v_1} \hspace{2cm} \left[\frac{J}{kg \cdot K}\right] Sí además del trabajo :math:`—pdV` hay otras formas de trabajo cuasi-estático, la ecuación (3.23) se escribirá con más generalidad, en la forma: .. math:: dU = T dS + \sum_k Y_k dX_k siendo :math:`Y_kdX_k` cada uno de los posibles trabajos cuasi-estáticos (ver tema 2). Se podría actuar de forma análoga para obtener las correspondientes expresiones :math:`S= S(p, T)` y :math:`S=S(p, F)`. Es conveniente que realicen las transformaciones adecuadas a fin de obtener expresiones análogas a la (3.27) en función de las variables :math:`(p, T)` y :math:`(p, F)`.