I'roblenlll
..J
Un sistema que consta de 2 kg de helio experimenta los siguientes cambios: pasa del
estado
1
al
:1
mediante una expansión libre adiabatica. hasta que su volumen se duplica;
llega al estado
3
al ponerse en contacto ténnico (a vol umen constante) con
un
almacén.
hasta que al llegar al eq uilibrio su presión se ha tr iplicado: finalmente. para llegar al estado
-1
ocurre una ex pansión isotérmica reversible. duplicándose su volumen.
a) Para cada uno de los cambios descritos. indicar si son reversibles. irreversibles o
imposibles.
b) Determinar la variación total en la entropía de! universo debida a los
tres
procesos.
Dalu.~ :
m
:.:1
kg.
C
p
=
5.20 kJ/kgK.
el "'"
3.12
kJlkgK
S(J/I/ció/! :
Como
el'
=
e,
+
R .
entonces
El
estado inicial del sistema está caracterizado por las variables
(p"
VI'
7; )
Estando
el
sistema en
el
estado inicial l. pasa al estado 2 mediante una expansión libre
adiabalj¡;a. duplicándose su volumen: lo cual
~ignifica
que:
DI' la ecuación de estado de gas ideal. determinamos
"
.
(e)
I:l
estado 2 queda caraclem..ado por: (p¡.
Ve' T¡) =
-t.
2¡';,
7;
Conocidos los estado 1
~
2. la variación en la entropía del sistema para este proceso la
calculamos como
( T)
(,. )
(" )
(2V)
.l.S'_l (~/JI)=mC;
In
t
...
mRln
1,"
;;= mRln
¡f
= /IIRln
~
(
kJ )
kJ
r)
.l.) ,
.: (l·is/ )=mRln(2)=(2
kg)
2.08 kgK
ln( 2)=2.88
K
118
1...,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119 121,122,123,124,125,126,127,128,129,130,...196