miércoles, 19 de febrero de 2020

Biofísica Final Dic19 T1 – 10 Termodinámica


10. Una bolsa de cemento de 30 kg de masa originalmente en reposo cae desde una altura de 3 m hasta el piso, choca con él y se detiene. Tanto la bolsa como el ambiente y el piso permanecen a 27 ºC. Asumiendo despreciable todo tipo de rozamiento, que la deformación de la bolsa es mínima y considerando el piso y al ambiente como fuentes térmicas ideales, indique cual de las siguientes afirmaciones es la única correcta durante todo el proceso.

█ La energía interna de la bolsa se conserva
Verdadero
La variación de energía interna de un sólido depende de la variación de la temperatura (no hay en este caso) y de la variación su estructura (no hay deformación) NO depende de la variación de su velocidad ni de la energía potencial que el cuerpo pueda tener por estar sometido a un campo externo.

 La entropía del universo se conserva
Falso
Proceso irreversible ------------- Energía del universo aumenta

 La entropía del piso/ambiente se conserva
Falso

Δ S = Q / T

donde
ΔS = variación de la entropía del piso/ambiente ( a T constante)

Q = calor recibido por el piso/ambiente = M g H  (experiencia de Joule)
M = masa de la bolsa de cemento = 30 kg
g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2
H = altura de donde cae la bolsa = 3 m

T = temperatura del piso/amiente =  27 ºC + 273 = 300 K

Reemplazando
Δ S = M g H / T = 30 kg 10 m/s2 3 m / 300 K = 3 J/K  ------ variación de la entropía del piso/ambiente

 La energía interna del universo disminuye
Falso
Energía interna del universo = Energía interna de la bolsa + Energía interna del piso/ambiente
Ni la energía interna de la bolsa ni la del piso/ ambiente varia (ver primera afirmación) ---------- energía interna del universo NO varia.

█ La entropía del universo aumenta
Verdadero
Proceso  irreversible ------------- Energía del universo aumenta

 La energía interna del piso/ambiente disminuye
Falso
Energía interna del piso/ambiente NO varia (ver primera afirmación)


2 comentarios:

  1. Buenas. Por que hay dos verdaderas si el problema dice que solo la que dice "la entropía del universo aumenta" es correcta?. Gracias

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  2. Porque hay dos correctas
    Con las condiciones del enunciado también es correcta la primera.
    En un experimento real, solo es valido el aumento de la entropía del universo, porque la bolsa se rompe.

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