Biofísica 3 Termodinámica (20) 46. Segundo principio

Para el ciclo descrito en el ejercicio 38 indique, en el cuadro adjunto, sin efectuar cálculos, el signo de la variación de entropía del gas, del medio exterior y del universo para cada evolución y para el ciclo completo.

 

 

	ab	bc	cd	da	ciclo
ΔSG
ΔSM
ΔSU

Ejercicio 38) Un mol de gas ideal evoluciona cumpliendo el ciclo de la figura, en sentido abcda.

 

 

Tabla de ejercicio 38

 

	ab	bc	cd	da	ciclo
Q	(–)	(+)	(+)	(–)	(+)
L	(–)	(+)	(+)	(–)	(+)
ΔU	0	(+)	0	(–)	0

 

 

 Variación de entropía del gas (ΔSG)

 

Procesos ab y cd (isotérmico)

 ΔSG = QG / TG

 

donde

ΔSG = variación de la entropía del gas

QG = calor entregado/ recibido por el gas (ver signo de Q cuadro del ejercicio 38)

TG = temperatura (T > 0)

 

Reemplazando

ΔSG =  signo del calor / signo de la temperatura = signo de Q

Procesos bc y da (isobáricos)

 ΔSG = cp n ln(Tf/Ti)

 

donde

ΔSG = variación de la entropía del gas

cp  = calor especifico (> 0)

n = número de moles (> 0)

Tf = temperatura final

Ti = temperatura inicial

 

Proceso bc: Tf  > Ti à ln (Tf / Ti) > 0 à ΔSG > 0

Proceso da: Tf <Ti à ln (Tf / Ti) < 0 à ΔSG < 0

 

 

Ciclo

 ΔSG   = 0

 

 

Variación de la entropía del universo (ΔSU)

 Procesos reversibles à ΔSU  = 0

  

Variación de entropía del medio (ΔSM)

 ΔSU = ΔSG + ΔSM

 

donde

ΔSU = variación de la entropía del universo

ΔSG = variación de la entropía del gas

ΔSM = variación de la entropía del medio

 

Si ΔSU  =  0 à ΔSM = - ΔSG

 

 

	ab	bc	cd	da	ciclo
ΔSG	–	+	+	–	0
ΔSM	+	–	–	+	0
ΔSU	0	0	0	0	0