Biofísica 3 opción múltiple 14 Segundo Principio

Termodinámica  14. En la figura, los círculos representan seis máquinas cíclicas, que operan entre dos fuentes de temperaturas 800 K y 400 K. Las flechas verticales representan intercambios de calor con las fuentes; las horizontales, de trabajo con el exterior de las máquinas. Sólo una de ellas es posible, debido a que no viola ninguno de los principios termodinámicos. ¿Cuál es?

Primer principio (maquina cíclica ΔU = 0)

Qe  – Qs =  L

donde

Qe = calor entregado a la maquina

Qs = calor saliente de la maquina

L = trabajo entregado

Segundo principio (maquina térmica)

 ηm <  ηi

donde

ηm = rendimiento de la maquina = L/Qe

ηi = rendimiento de la maquina ideal = 1 – Tf/Tc

Tc = temperatura de la fuente caliente

Tf = temperatura de la fuente fría

a)	Falso Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – 10 J = 90 J (Verdadero) Segundo principio ----- > ηm < ηi ηm  = 90J / 100 J = 0,9 ηi  = 1 -  400 ºK / 800 ºK = 0,5 0,9 > 0,5 (Falso)
b)	Falso Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – 100 J = 0 ≠  100 J (Falso)

c)	Falso Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – 0 J = 100 J (Verdadero) Segundo principio ----- > ηm < ηi ηm  = 100J / 100 J = 1 ηi  = 1 -  400 ºK / 800 ºK = 0,5 1 > 0,5 (Falso)
d)	Falso Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – ( - 10 J) = 110 J  ≠ - 90 J (Falso)
e)	Falso Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – 60 J = 40 J ≠ 30 J (Falso)
f)	Verdadera Primer principio --- > Qe – Qs  = L 100 J – 80 J = 20 J (Verdadero) Segundo principio ----- > ηm < ηi ηm  = 20J / 100 J = 0,2 ηi  = 1 -  400 ºK / 800 ºK = 0,5 0,2 <  0,5 (Verdadera)