Biofísica 53. Adicionales 2020 3. Segundo Principio

3. El circulo representa una maquina ciclica (repite su estado al cabo de un periodo) que opera entre las temperaturas T2 = 600 K y T1 = 300 K. Las flecha verticales indican intercambios de calor, y la horizontal, de trabajo. Que valores de Q2 y de Q1, entre los que siguen, serian posibles para que la maquina entregue un trabajo de mil joules por ciclo sin contravenir ninguno de los principios termodinámicos?

 

 

 1080 J y 80 J                      2000 J y 1800 J

█ 2100 J y 1100 J                  1200 J y 200 J

 1300 J y 300 J                    1800 J y 800 J

 

Primer principio

 

Q2 = Q1 + L

 

L = 1000 J

 

Q2 (J)	Q1 (J)	Q1 (J) + L (J)	Q2 = Q1 + L
1080	80	80 + 1000 = 1080	V
2000	1800	1800 + 1000 = 2800	F
2100	1100	1100 + 1000 = 2100	V
1200	200	200 + 1000 = 1200	V
1300	300	300 + 1000 = 1300	V
1800	800	800 + 1000 = 1800	V

 

Segundo principio

 

ηI = 1 – T2 / T1 = 1 – 600 K / 300 K = 0,5 (rendimiento ideal)

 

ηR = L / Q2

 

ηR < ηI

 

 

L (J)	Q2 (J)	ηR = L / Q2	ηR < ηI = 0,5
1000	1080	1000 / 1080 = 0,92	F
1000	2000		---
1000	2100	1000 / 2100 = 0,48	V
1000	1200	1000 / 1200 = 0,83	F
1000	1300	1000 / 1300 = 0,77	F
1000	1800	1000 / 1800 = 0,55	V