Biofísica Final Ago 24 TD 5 Termodinámica

Dos recipientes adiabáticos que contienen vapor a 100 °C y hielo a 0 °C, se unen mediante una barra de material conductor, la cual se encuentra aislada lateralmente.  El calor atraviesa la barra provocando que en el recipiente B se derritan 10 gr de hielo por minuto. Entonces, transcurridos 10 minutos, la variación de entropía del universo será:

 

 

 

□ 2,93 cal/K	□ 5,07 cal/K	█ 7,86 cal/K
□ 9 cal/K	□ 80 cal/K	□ 15,2 cal/K

 

Calor intercambiado entre los recipientes

 

 Q = m Lf

 

Donde

Q = calor intercambiado

m = masa de hielo derretido = 10 gr / 1 min 10 min = 100 gr

Lf = calor latente de fusión = 80 cal/gr

 

Reemplazando

Q = 100 gr 80 cal/gr = 8000 cal

 

∆Su = ∆Sm + ∆SA + ∆SB

 

Donde

∆Su = variación de la entropía del universo

∆Sm = variación de la entropía del medio = 0 (recipientes adiabáticos)

∆SA = variación de la entropía del recipiente A = - Q / TA

∆SB = variación de la entropía del recipiente B = Q / TB

Q = calor intercambiado = 8000 cal

TA = temperatura del recipiente A = 100 °C + 273 = 373 K

TB = temperatura del recipiente B = 0 °C + 273 = 273 K

 

Reemplazando

∆Su = 0 – Q / TA + Q / TB = - 8000 cal / 373 K + 8000 cal / 273 K = 7,86 cal/K