Si no hay cambio en la energía interna en un sistema aislado, ¿qué puede decir sobre el cambio en la entropía?

La energía interna y la entropía son ambas funciones de estado.

Los cambios en la energía interna se reflejan directamente por el cambio de temperatura durante el proceso. Para un proceso isotérmico, no hay cambio en la energía interna.
Para un proceso adiabático, donde, idealmente, no hay transferencia de calor, no hay cambio en la entropía, sino un cambio en la energía interna, debido a variaciones en la temperatura debido a la compresión o expansión.

En un sistema simple de aire acondicionado de refrigeración, la mayor parte de la evaporación y una parte importante del condensado se realiza en la zona de vapor líquido. Durante este proceso, en la zona de vapor líquido, la temperatura permanece constante a medida que ocurre el cambio de fase. Por lo tanto, no hay cambio en la energía interna, pero la entropía varía junto con la aleatoriedad, es decir, durante la condensación (2 a 3) disminuye, mientras que durante la evaporación (4 a 1), aumenta. Esto sucede debido a la transferencia de calor hacia adentro (evaporación) y hacia afuera (condensación) del fluido de trabajo.
Durante la aceleración (3 a 4), parte del líquido saturado se convierte en vapor, lo que aumenta la entropía.
Mientras que durante la compresión (1 a 2), no hay cambio en la entropía, ya que idealmente no hay transferencia de calor .

Si calculamos los cambios en la energía interna y la entropía para el ciclo anterior, serán cero.

Pero, en la vida real, no existe tal cosa. Quizás los cambios internos de energía son muy cercanos a cero, una vez que las temperaturas del metal del equipo alcanzan un equilibrio con la demanda del proceso, pero, debido a las irreversibilidades debido al aislamiento imperfecto, la fricción y las irreversibilidades de flujo, el cambio en la entropía siempre será positivo, ya que las irreversibilidades son fenómeno de adición de calor.

Cambio en la entropía, dS viene dado por la relación dQ / T donde dS = Cambio en la entropía, dQ = transferencia de energía térmica y T = Temperatura.

Cuando se habla de energía interna, el sistema debe ser un sistema cerrado y, por lo tanto, expresión para dQ = dU + PdV donde dU = Chnage en energía interna, P = Presión y dV = Cambio en el volumen.

Así dS = (dU + PdV) / T o TdS = dU + PdV.

Cuando no hay cambio de energía interno, dU se convierte en cero y la expresión para dQ se reduce a dQ = pdV, es decir, igual a la transferencia de trabajo.

Ahora llegamos al término PdV. Se dice que el trabajo se realiza cuando la transferencia de energía se lleva a cabo entre el sistema y el entorno. Pero para un sistema aislado, el Sistema y el entorno es en sí mismo. Entonces, ya sea que el trabajo esté hecho o no, ocurre solo dentro del sistema y no hay trabajo externo. entonces, para el sistema aislado, el término PdV también se vuelve igual a cero. Y así, la ecuación se convierte en dQ = 0 para la cual Change in Entropy es cero.

Espero que mi respuesta sea clara. Las correcciones son bienvenidas, si las hay.

gracias.

Todo lo que puedes decir es que, según la Segunda Ley, su entropía no disminuye. Ahora porque está aislado, su entropía no cambia debido al calor que fluye a través de su límite por [matemática] dS = \ delta Q / T [/ matemática]. Pero la entropía puede aumentar perfectamente debido a procesos internos. Por ejemplo, y en particular, un sistema que consiste en una taza de café caliente en una habitación fría aumentará la entropía a medida que el café pierde calor en la habitación.

A2A. Partimos de la primera ley de la termodinámica:

[matemáticas] \ Delta U = Q + W [/ matemáticas]

Si [matemática] U = 0 [/ matemática], tenemos [matemática] Q = -W [/ matemática] que conduce a [matemática] TdS = PdV [/ matemática]. Por lo tanto, tenemos

[matemáticas] \ Delta S = \ int \ frac {P} {T} dV [/ matemáticas]

[matemáticas] = Nk_B \ int \ frac {dV} {V} [/ matemáticas]

[matemáticas] = Nk_B \ ln \ frac {V_f} {V_i} [/ matemáticas]