UTNianos

Hola gente, molestando de nuevo.

Creo que entendí este tema, es más lo completé con la definición de entropía que los profesores de Física II no exigen porque no es de interés en la materia. Pero a la hora de hacer un ejercicio, lamenteblemente no tengo ni idea por donde empezar. Escribo uno de los de la guía (hay dos, escribo el más sencillo).



29) Un sistema evoluciona según un ciclo de Carnot, absorbiendo calor de la fuente a \[373 K\], y entregando calor a la fuente de \[273 K\]. Si en cada ciclo absorbe \[1000 J\] de la fuente caliente, calcular:

a- \[\Delta S\] del sistema.
b- \[\Delta S\] de las fuentes.
c- \[\Delta S\] del universo.


Yo lo poco que hice es lo siguiente:

\[ \frac{Q_f}{Q_c}=\frac{T_f}{T_c} \to Q_f=\frac{Q_c \times T_f}{T_c}=\frac{1000J \times 273K}{373K}=731.9J\]

Y también sé que:

\[\Delta S_{universo}=\Delta S_{sistema}+\Delta S_{entorno}\]


¿Alguna idea de cómo plantearlo? Gracias de antemano. Saludos!

Ok, dale gracias. Si los conseguís me viene al pelo, ya estoy llegando a un grado de locura irreversible

Consideramos como sistema al fluido que evoluciona describiendo el Ciclo de Carnot y como medio a las dos fuentes.

Para el punto a, la variación de entropía del sistema es 0, porque el mismo describe ciclos.

Para el punto b, la variación de entropía de las fuentes se calcula de la siguiente manera:

\[\Delta S=\frac{Q}{T}\]

Para el cálculo de entropías, y para que queden claros los signos que vas a usar, conviene que consideres a la fuente como tu sistema. Como la fuente caliente cede calor, el valor de la entropía va a ser negativo, por lo que queda:

\[\Delta S_{FC}=-\frac{Q_{1}}{T_{FC}}=-\frac{1000J}{373K}=-2,68 J/K\]

Para la fuente fría se hace lo mismo. El problema es que no tenés el calor que dicha fuente recibe del sistema, por lo que primero hay que calcular eso.

Acá voy a hacer la suposición de que la máquina térmica dentro de la cual evoluciona el fluido es reversible, por lo que el rendimiento va a depender únicamente de las temperaturas de las fuentes entre las que opera (que son dato). Entonces:

\[\eta =\frac{W}{Q_{1}}=\frac{Q_{1}-Q_{2}}{Q_{1}}=1-\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=1-\frac{T_{1}}{T_{2}}=1-\frac{273}{373}=0,268\]

\[\eta =1-\frac{Q_{2}}{Q_{1}}\Rightarrow Q_{2}=\left ( 1-\eta \right )\cdot Q_{1}=\left ( 1-0,268 \right )\cdot 1000J=732J\]

Ahora puedo calcular la variación de la entropía de la fuente fría:

\[\Delta S_{FF}=\frac{Q_{2}}{T_{FF}}=\frac{732J}{273K}=2,68 J/K\]


Para el punto c, la variación de la entropía del universo va a ser:

\[\Delta S_{U}=\Delta S_{S}+\Delta S_{M}=\left ( 0+2,68-2,68 \right )J/K=0\]



Y listo.

Uh gracias por tomarte el trabajo de explicar paso a paso.
Me quedó una única duda. Te la cito:

(14-04-2012 19:40)juanpablom89 escribió: [ -> ]Para el punto a, la variación de entropía del sistema es 0, porque el mismo describe ciclos.

De dónde sale eso específicamente?

Gracias de nuevo!

(14-04-2012 21:15)matyary escribió: [ -> ]

(14-04-2012 19:40)juanpablom89 escribió: [ -> ]Para el punto a, la variación de entropía del sistema es 0, porque el mismo describe ciclos.

De dónde sale eso específicamente?

Sale de que la entropía es una función potencial (un par de deducciones mediante), por lo que NO depende de la transformación reversible utilizada sino únicamente de los estados inicial y final. En el caso de un ciclo, los estados inicial y final coinciden, por lo que la variación de la entropía es nula.

De nada che

Ah listo, perfecto. Mil gracias. Veo si me sale el que me queda