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Problema
2.
Un sistema efectúa un ciclo operando entre dos almacenes térnlicos a las temperaturas de
450 Ky
300
K.
Suponiendo que la energía se conserva, indicar en cada uno de los casos siguientes, si el
ciclo es posible (reversible o irreversible) o imposible .
a) El sistema absorbe 300 kJ de calor del almacén a 450
K
Y efectúa un trabajo neto de
100 kJ
b) El sistema absorbe 300
kJ
de calor del almacén a 300
K
Ycedc una determinada cantidad
de calor al almacén a 450
K .
El trabajo neto que debe suministrársele al sistema es de
450 kJ
Datos genera les:
T.
=
450
K, T,
=
300
K
Soluci6n:
a)
Datos:
Q.
=
300 kJ,
W
=
100 kJ
Dado que la energía se conserva, entonces
W
=
Qo
-
Qc
;
de donde:
Q,
=
Q.
-W
=
(300+ 100) kJ
=
200 kJ
La variación en la entropía del universo está dada como:
8S",,,~
=
óS", ..
+
8S
o / rd
En donde
óS
l ,,,
=
O porque el sistema opera cíclicamente,
y
6S
=O-Q·+ Q,
~'uv
T,
1'"
6S
=(_
300 kJ + 200 kJ )
=
(-0.67 + 0.67) kJ
=
O
u"
450
K
300
K
K
y
como
ó.S",,/~
es igual a cero, concluimos que el ciclo es:
posible reversible
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