Biofísica 3 opción múltiple 15 Segundo Principio

Termodinámica 15. A cierta masa de agua que se encuentra a temperatura inicial 20ºC se le entregan 100 kJ de trabajo mediante un sistema de paletas y simultáneamente se le extraen 10 kcal poniéndola en contacto con un cuerpo a menor temperatura (evolución A) Luego el agua vuelve a su estado inicial pero intercambiando sólo calor (evolución B). Entonces, en la evolución B, el agua:

a) absorbe 34 kcal y aumenta su entropía.

b) absorbe 14 kcal y aumenta su entropía.

c) cede 14 kcal y aumenta su entropía.

d) cede 34 kcal y disminuye su entropía.

█ e) cede 14 kcal y disminuye su entropía.

f) absorbe 10 kcal y aumenta su entropía.

Primer principio

ΔU  = Q - L

donde

ΔU = variación de la energía interna

Q = calor

L = trabajo

Evolución A

ΔUA = variación de la energía interna en la evolución A

QA = calor extraído (negativo) = - 10 kcal

LA = trabajo recibido (negativo) = - 100 kJ = - 24 kcal

Reemplazando

ΔUA = - 10 kcal – ( - 24 kcal) = 14 kcal

Además

ΔU = ΔUA + ΔUB

donde

ΔU = variación de la energía interna en el ciclo (A+B) = 0

Reemplazando

ΔUB = - ΔUA = - 14 kcal

Evolución B

ΔUB = variación de la energía interna en la evolución B = - 14 kcal

QB = calor intercambiado

LB = trabajo =  0

Reemplazando

ΔUB = QB = -14 kcal  < ----------- cede 14 kcal

Segundo principio

ΔS = ∫ dQ/T

donde

ΔS = variación de la entropía

dQ = diferencial de calor

T = temperatura (en ºK)

Como QB < 0 y T > 0 --------- > ΔS  < 0  < -------- la entropía disminuye

------------ > cede 14 kcal y la entropía disminuye  < --------  e)