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Problema 2.
2 kg de helio se encuentran inicialmente a 300 K en un recipiente de paredes rígidas y
diaténnicas. Se desea elevar su temperatura a 900 K en dos formas distintas:
Forma A: Se ponen en contacto témuco con un almacén cuya temperatura es de 900 K
hasta que ambos llegan al equilibrio.
Forma B : Se ponen en contacto ténnico, primero con un almacén a 500 K Ydespués que
han alcanzado el equilibrio ténnico, con un almacén a 900 K.
Llenar la tabla.
I Forma A
J:orma B
Datos: R ~ 2.08 kJ/kgK, e v ~ 3.12 kJ lkgK
Solución;
FORMA A
si$t~·~· .
··11 ~ ~0fI·
Almacén térmico'
. ¡
. fa!!,! ='90(}K' .
• '.,.1
Dado que el sistema interactúa únicamente en forma térmica con los alrededores, su
volumen permanece constante. La Ley Cero de la Termodinámica establece que cuando dos
sistemas llegan al equilibrio térmico deben tener el mismo valor de temperatura; y como el
almacén térmico se caracteriza por mantener su temperatura, Tol ", constante, entonces la
temperatura final , Ti del sistema debe coincidir con la del almacén; esto es
T¡ ~ 1'",. ~ 900 K .
La variación en la entropía del sistema está dada como:
. ( kJ) (900) kJ
óS,~¡ (SISl) ~ (2kg) 3.12 kgK In 3 ~6.86 K
La variación en la entropía de los alrededores, es decir la variación en la entropía del
almacén térmico está dada como:
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