Biofísica 3 Termodinámica (20) OM 17. Segundo Principio

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 (U) y la variación de entropía del gas (S) valen

 

a) U = 0, S = 0	b) U = 0, S > 0	█ c) U = 0, S < 0
d) U > 0, S = 0	e) U< 0, S < 0	f) U < 0, S > 0

 

Variación de la Energía interna

ΔU = n cv (TB - TA)

 

donde

ΔU  = variación de la energía interna

n = número de moles = 1 mol

cv = calor especifico a volumen constante = k R 

k = 3/2 para gases monoatómicos y 5/2 para gases diatómicos

R =  constante de los gases ideales

TB = temperatura final = PB VB / n R (Ley de estado de los gases ideales)

PB = presión final = 4 atm

VB = volumen final = 1,5 ltros

 TA = temperatura inicial  = PA VA / n R (Ley de estado de los gases ideales)

PA = presión inicial = 1,2 atm

VA = volumen inicial = 5 ltros

Reemplazando

ΔU  = n k R ( PB VB / n R - PA VA / n R ) = k ( PB VB - PA VA)

ΔU = k ( 4 atm 1,5 lt  - 1,2 atm 5 lt ) = 0

 

 

Variación de la Entropía

 

ΔS = n R ln (Vf / Vi)

 

donde

ΔS = variación de la entropía ( a T = constante)

 

Reemplazando

ΔS = 1 mol  R ln (1,5 lt / 5 lt) < 0