A cierta masa de agua que se encuentra a temperatura inicial 20 ºC 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:
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a) absorbe 34 kcal y aumenta su entropía. |
d) cede 34 kcal
y disminuye su entropía. |
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b) absorbe 14 kcal y aumenta su entropía. |
█ e) cede 14 kcal y
disminuye su entropía. |
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c) cede 14 kcal y aumenta su entropía. |
f) absorbe 10 kcal y aumenta su entropía. |
ΔU = ΔUA + ΔUB
Donde
ΔU = variación
de la energía interna = 0 (estado final = estado inicial)
ΔUA = variación
de la energía interna en la evolución A
ΔUB = variación
de la energía interna en la evolución B
Reemplazando
ΔUB = - ΔUA
ΔU = Q – L (Primer principio)
donde
ΔU = variación
de la energía interna
Q = calor
L = trabajo
Evolución
A
QA = calor extraído (negativo)
= - 10 kcal
LA = trabajo recibido (negativo)
= - 100 kJ = - 24 kcal
Reemplazando
ΔUA = - 10
kcal – ( - 24 kcal) = 14 kcal
Evolución
B
ΔUB = variación
de la energía interna en la evolución B = - ΔUA = - 14 kcal
QB = calor intercambiado
LB = trabajo = 0
Reemplazando
ΔUB = QB = -14 kcal (cede)
ΔS = ∫ dQ
/ T (Segundo principio)
donde
ΔS = variación
de la entropía
dQ = diferencial de calor
T = temperatura (en K)
Como QB < 0 à ΔS < 0
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