Biofísica 3 Termodinámica (20) 44. Segundo principio

Un kilogramo de hielo a 0 °C se funde hasta transformarse totalmente en agua líquida a 0 °C en un ambiente a 20 °C.

 

a) ¿Cuánto ha variado la entropía del hielo?

 

ΔSH = QH / TH  (TH = constante) 

 

donde

ΔSH = variación de entropía del hielo

QH = Calor absorbido por el Hielo = m Lv

m = masa de hielo = 1 kg = 1000 gr

Lv = calor latente de fusión = 80 cal/gr

TH = temperatura de fusión del hielo = 0 ºC + 273 = 273 K

 

Reemplazando

ΔSH = 1000 gr 80 cal/gr / 273 K = 293 cal/K

 

 

b) ¿Cuánto ha variado la entropía del Universo?

 

ΔSU = ΔSH + ΔSF

 

donde

ΔSU = variación de entropía del universo

ΔSH = variación de entropía del hielo = 293 cal/ K 

ΔSF = variación de entropía de la fuente =  QF / TF 

QF = calor cedido por la fuente = - absorbido por el Hielo = - QH = -  m Lv

TF = temperatura de la fuente = 20ºC + 273 = 293 K

 

Reemplazando 

ΔSU = ΔSH + ( - m Lv / TF )  = 293 cal/K - 1000 gr 80 cal/g / 293 K = 20 cal/K

 

 

c) ¿Cómo debería procederse para realizar el mismo proceso en forma reversible?

 

Para que el proceso sea reversible la temperatura ambiente debería ser 0 °C, y aun así todo el hielo se transforme en agua