Biofísica 3 opción múltiple 17 Segundo Principio

Termodinámica  17 - Un mol de gas ideal evoluciona en forma reversible desde una presión de 1,2 atm y un volumen de 5 litros hasta una presión de 4 atm y un volumen de 1,5 litros. En esa evolución la variación de energía interna del gas (ΔU) y la variación de entropía del gas (ΔS) valen

    a) ΔU = 0, ΔS = 0      b) ΔU = 0, ΔS > 0    █ c) ΔU = 0, ΔS < 0

    d) ΔU > 0, ΔS = 0      e) ΔU< 0, ΔS < 0      f) ΔU < 0, ΔS > 0

Variación de la Energía interna

Ley de estado de los gases ideales

P V = n R T

donde

P = Presión

V = Volumen

n = número de moles = 1 mol

R = constante de los gases ideales

T = Temperatura

Estado A ---------- > PA VA = n R TA

Estado B ---------- > PB VB = n R TB

Reemplazando

n R TA = 1,2 atm * 5 L = 6 L atm

n R TB = 4 atm * 1,5 L = 6 L atm

------ > TA = TB  ------- > ΔU = 0  < ------------- variación de la energía interna = 0

Variación de la Entropía

Primer principio 

ΔU = Q – L

donde

ΔU = variación de la energía interna = 0

Q = calor

L = Trabajo

Reemplazando

Q = L

Trabajo

L = ∫ P dV

Como Vf < Vi --------- > L < 0 ----------- > Q < 0

ΔS = ∫ dQ/T

donde

ΔS = variación de la entropía

dQ = diferencial de calor  < 0

T = temperatura (en ºK)   > 0

------- > ΔS < 0  < --------- variación de la entropía < 0

------------- > ΔU = 0 y  ΔS < 0 < ------------- c)