TERMODINAMICA

2. CINCO SISTEMAS TERMODINÁMICOS REALES DE SU HOGAR O EMPRESA EN DONDE TRABAJA

Para cada uno de los cinco sistemas termodinámicos reales en su hogar o trabajo que utilizaron en el trabajo colaborativo de la unidad uno, de acuerdo con el tipo de proceso a que está siendo sometido (isotérmico, isobárico, isocórico o adiabático), determine el cambio de entropía, en donde se muestre claramente el procedimiento utilizado.

Recuerde utilizar el editor de fórmulas que trae incorporado Word (haga doble clic en la fórmula): x^2/ln(2) ∫▒x^2

Sistema Termodinámico 1: ISOTERMICO

Para preparar algunas chocolatinas para vender en el colegio, pone bajo el fuego el chocolate después lo vierte en un molde y lo deja enfriar, el proceso de fusión del chocolate se da a relativamente baja temperatura y en ese proceso de fusión la temperatura es constante siendo el calor latente el que se dinamiza y la temperatura la de fusión del chocolate, Si se modela como gas ideal y el punto de fusión del chocolate es de 36°C y consideráramos que doblara su volumen su entropía seria

dQ-dW=dU

dU=0

dQ=dW

Q=nRTln(V_2/V_1 )

Q=220*8.314*309*ln(2)=391 kJ

De esta manera, podemos obtener la entropía entendiendo

S=Q/T

Por lo tanto

S=(391 kJ)/309K=1.26 kj/k

Sistema Termodinámico 2: ISOCORICO

Una de las recomendaciones generales para controlar los cólicos es la utilización de una bolsa de agua caliente, que es realmente una bolsa de un material que favorezca el intercambio de calor pero no de masa, de manera que se agrega agua calienta en esta y se tapa, a medida que el tiempo pasa su calor se transfiere al cuerpo de la persona, donde hay un cambio de temperatura pero su volumen es el mismo. Si la temperatura es de 70°C y disminuye 10 grados con 75 moles, cuál es su entropía

Q-W=∆U+∆E_p+∆E_k

W=p∆V=0

Q=∆U

Q=nc_v dt

Para la entropía se tiene

S=Q/T=(nc_v dt)/T

∆S=nc_v ∫▒dt/T

∆S=nc_v ln(T_2/T_1 )

Por tanto el cambio de entropía es

c_v=74 J/molK

∆S=nc_v ln(T_2/T_1 )

∆S=75mol*74 J/molK*ln(343/333)

∆S=164.2 J/k

Sistema Termodinámico 3: ISOBARICO

En nuestra vida cotidiana realizamos muchos tipos de mezclas, sobre todo en el campo de la cocina, al disolver sal en agua este se solvata rápidamente y existe un calor de disolución que es prácticamente despreciable; en este proceso la presión es invariable y es la presión ambiente. Si tenemos en cuenta que la composición es de 10% en sal, cual es la entropía de mezcla en 100 moles

∆S_mezcla=-nR∑▒x_i lnx_i

Por lo tanto

∆S_mezcla=-100moles*8.314 j/(mol k) ∑▒x_i lnx_i

∑▒x_i lnx_i=x_agua lnx_agua+x_sal lnx_sal

∑▒x_i lnx_i=0.9ln0.9+0.ln0.1=-0.32

Reemplazando en ecuación principal

∆S_mezcla=-100moles*8.314 j/(mol k)*-0.32

∆S_mezcla=270.3 j/k

Sistema Termodinámico 4: ADIABATICO

Para ir al trabajo, muchas veces salgo de afán y llevo conmigo un termo con agua caliente para tomar cuando tenga tiempo. Estos termos están diseñados para que no exista una transferencia de calor del agua al ambiente y de esta manera se mantenga la temperatura del agua

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