Biofísica 2P Nov 22 TA3 - 2. Termodinámica

Una maquina térmica hipotética opera cíclicamente extrayendo 1200 kcal de una fuente térmica a 600 K y cediendo 900 kcal a una fuente térmica a 300 K. entonces podemos afirmar que:

 

 El rendimiento de la maquina es del 50 %

Falso

ηr = W / Qc

 

Donde

ηr = rendimiento

W = trabajo = Qc - Qf

Qc = calor absorbido de la fuente caliente =1200 kcal

Qf = calor cedido a la fuente fría = 900 kcal

 

Reemplazando

ηr = (1200 kcal – 900 kcal) / 1200 kcal = 0,25 = 25%

 

 En cada ciclo, la entropía de la fuente caliente aumenta

Falso

ΔS = Q / T

Donde

ΔS = variación de entropía de la fuente

Q = calor cedido por la fuente caliente = - 1200 kcal

T = temperatura de la fuente caliente = 600 K

 

reemplazando

ΔS = - 1200 kcal / 600 K = - 2 kcal/K < 0 disminuye

 

 En cada ciclo, la entropía de la maquina disminuye

Falso

ΔSm = 0 (ciclo)

 

 La máquina no es posible porque su rendimiento es mayor que el de la maquina reversible ideal

Falso

ηi = 1 – Tf / Tc

 

Donde

ηi = rendimiento ideal

Tf = temperatura de la fuente fría = 300 K

 

Reemplazando

ηi = 1 -  300 K / 600 K = 0,50 = 50%

 

ηr = 25% < ηi   maquina es posible

 

 En cada ciclo, la entropía del universo se mantiene constante

Falso

ηr < ηi  à la maquina es irreversible à ΔSu > 0

 

 █ El rendimiento de la maquina es del 25 %

Verdadero

ηr = 25%

(ver primer ítem)