¿Qué significado tiene la pendiente de la trayectoria de eficiencia en un diagrama de Mollier en términos de temperatura?

Question

Supongamos que tengo una turbina de vapor que he modificado para aumentar su eficiencia isentrópica. Como caso específico, considera la modificación descrita en el diagrama de Mollier a continuación. Las flechas representan los caminos de la turbina antes y después de la modificación en el diagrama de Mollier.

La pendiente de las flechas representa qué tan eficiente es la turbina. Una pendiente horizontal es un proceso de estrangulamiento, mientras que una pendiente vertical es una eficiencia isentrópica del 100%. Las pendientes intermedias obviamente representan algo menos del 100%.

La pendiente es $\Delta{H} \over \Delta{S}$, que tiene unidades de temperatura (degR).

¿Tiene algún significado especial el hecho de que las unidades de la pendiente sean temperatura? ¿Por qué el valor de una temperatura representa inherentemente un nivel de rendimiento de eficiencia isentrópica? ¿Tiene algún significado el hecho de que los valores siempre sean negativos? ¿Está relacionado el hecho de que la eficiencia del 100% sea imposible con el hecho de que el valor de la temperatura sea $-\infty$?

Answer 1

Sí, el hecho de que la pendiente sea infinita significa que la eficiencia del 100% no es posible. Esto se debe a que $\Delta S$ es cero mientras que $\Delta H$ es distinto de cero, lo cual no es posible. La entropía se creará cuando se libere calor.

En otras situaciones, por ejemplo al considerar diagramas de Mollier de sustancias puras, la pendiente de la línea isobárica es la temperatura de saturación. En este caso, probablemente sea la temperatura absoluta del sistema porque:

$Tds = dh$

a presión constante según la segunda ley de la termodinámica. Por lo tanto, la pendiente en el diagrama es la temperatura del sistema.

En tu figura, no entiendo por qué la pendiente es negativa porque las curvas claramente tienen pendientes positivas.