El cambio de entropía tiene dos partes que contribuyen a ello:
- Transferencia de entropía: se produce en forma de transferencia de calor o transferencia de masa
- Generación de entropía debido a irreversibilidades.
La primera parte, es decir, la transferencia de entropía puede ser positiva, negativa o 0, dependiendo de la dirección del flujo.
La segunda parte, la generación de entropía es siempre distinta de cero y positiva para un sistema. Esta generación de entropía se produce debido a irreversibilidades que tiene muchas fuentes (fricción, turbulencia, etc.)
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Para cualquier proceso podemos escribir:
ds> [matemáticas] \ delta [/ matemáticas] Q / T
o
ds = [matemáticas] \ delta [/ matemáticas] Q / T + I
donde representa la entropía generada debido a irreversibilidades, y esto siempre sería distinto de cero y positivo para cualquier proceso del mundo real.
Como su nombre indica, un proceso adiabático reversible es reversible, lo que implica que no hay irreversibilidades, es decir, I = 0.
Además, dado que es adiabático, [math] \ delta [/ math] Q también será cero ya que no hay transferencia de calor, lo que significa que [math] \ delta [/ math] Q / T también sería cero. Esto significa que ds sería entonces 0, lo que significa que no hay cambio en la entropía.
Entonces, como vemos, un proceso adiabático reversible representa un proceso isentrópico.
Sin embargo, no todos los procesos isentrópicos son reversibles adiabáticos.
Considere un sistema que pierde calor [matemática] \ delta [/ matemática] Q a temperatura T. Dado que el calor se rechaza, se consideraría negativo. Deje que el valor de [math] \ delta [/ math] Q y T sea tal que el valor absoluto de [math] \ delta [/ math] Q / T sea exactamente igual a I.
Entonces tenemos
ds = – [matemáticas] \ delta [/ matemáticas] Q / T + I = -I + I = 0
En este caso, no hay cambio en la entropía, lo que significa que es un proceso isentrópico.
Es un proceso irreversible (no es igual a 0), y no es adiabático ([matemáticas] \ delta [/ matemáticas] Q no es igual a 0), sin embargo, es isentrópico porque la entropía generada se transfirió.
Si desea visualizar un ejemplo (sobre simplificado), considere los gases calientes que fluyen a través de una turbina.
A medida que los gases fluyen sobre las palas, se genera entropía debido a las irreversibilidades durante el flujo. Al mismo tiempo, debido a la diferencia de temperatura, el calor se transfiere causando la transferencia de entropía fuera del sistema. Si suponemos que ambas partes son iguales, tenemos un proceso diabático irreversible que es isentrópico, como puede ver en la figura a continuación.
1–2 ′ – Generación de entropía
1–2 ″ – Transferencia de entropía fuera del sistema
Estos dos son iguales, dan el proceso 1–2 que es isentrópico
