Sabemos que el concepto de entropía surge con el intento de idear la máquina térmica perfecta, como un factor que permanece constante en procesos ideales perfectos y reversibles.

Sabemos que en la realidad, los procesos naturales espontáneos suceden con un aumento de la entropía del universo, atendiendo a la segunda ley de la termodinámica.

Si te tiras un peo, el gas se dispersa buscando un estado de entropía máximo, pero nunca regresa al sitio del que salió.

¿Qué significa isoentrópico?

De iso (igual) y entrópico (con referencia a la entropía), pues se refiere a los procesos donde no hay variación de entropía.

Este tipo de procesos no existe en la realidad.

Son procesos ideales que se hacen en la imaginación.

¿Para qué sirve eso?

Para comparar.

¿Para comparar qué?

Un proceso real con el mismo proceso si se llevase a cabo de forma isoentrópica.

¿Y para qué?

Para ver cuanto se acerca la eficiencia del proceso real al proceso ideal.

Básicamente, para saber cómo de perfecta es una máquina comparado con lo perfecta que podría llegar a ser.

Rendimiento isoentrópico

Se define así a la relación entre las prestaciones de un proceso real lo más adiabático y reversible posible (nunca será 100% adiabático y reversible), en comparación con las prestaciones del mismo proceso ideal isoentrópico (completamente adiabático y reversible).

Lo que conseguimos medir con esto es:

¿Cuánto nos estamos "separando" del proceso ideal perfecto debido a las irreversibilidades del sistema?

Y con eso podemos saber si una máquina es más eficiente que otra.

Diagrama T-s

Solemos mirar este tipo de procesos en un diagrama T-s o h-s, teniendo los procesos isoentrópicos en la vertical (sin aumento de entropía), y los procesos reales siempre a la derecha de esta vertical (con un aumento de la entropía).

Por ejemplo, si aumentamos la temperatura de un sistema, reflejaremos los estado 1 y 2, teniendo que el estado 2 isoentrópico 2s, mantiene la misma entropía que el estado 1, mientras que los procesos reales estarán con mayor entropía al alcanzar el estado final, y más a la derecha cuantas más irreversibilidades se hayan producido.

Es así de simple.

Diagrama h-s o de Mollier

Este diagrama se suele usar mucho para el análisis de sistemas abiertos.

La entalpía puede aumentar o disminuir, pero la entropía siempre aumentará para procesos reales.

Lo que nos queda es ver ejemplos y más ejemplos.

Aquí tienes un ejercicio resuelto sobre procesos isoentrópicos en un compresor de dos etapas.

Y hay muchos más, que puedes encontrar echando un vistazo a la sección de ejercicios de termodinámica resueltos.