Otras carreras Entropía

[Celadas]

Hola, ahora comenzamos con el 2º principio, la verdad que me resulta más complicado que el primer principio y tengo más dificultades para desarrollarlo, pero vamos a intentar progresar.
1)Para cualquier proceso, el segundo principio exige que el cambio de entropía del sistema sea:
a)$\Delta S=0$
b)$\Delta S<0$
c)$\Delta S>0$
d) No se puede saber a priori cuál de las tres anteriores es correcta
Bueno, la entropía de un sistema puede aumentar o permanecer igual según sea reversible o irreversible por tanto pondría la (d)
2) Razona verdadero o falso
a) La variación de entropía del universo puede ser negativa si el sistema pierde entropía y el foco gana
Falso, el sistema puede ganar entropía o no
b)Todos los sistemas adiabáticos que desarrollan procesos espontáneos aumentan su entropía.
Verdadero, en principio los procesos espontáneos deben ser irreversibles por lo que la entropía aumenta
c) Si un sistema realiza un proceso irreversible y adiabático, su entropía no puede disminuir
verdadero
3)Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones
a) La expresión $\displaystyle\int_{1}^{2} TdS = U_2-U_1+\displaystyle\int_{1}^{2}P dV$ sólo vale para procesos reversibles.
verdadero
b) La expresión $Q+\left\vert{W_{roz}} \right\vert{} = U_2-U_1+\int P dV$
Falso porque en la integral del trabajo falta desde 1 a 2

4)Cuando un proceso es externamente reversible, la entropía generada:
a)Es nula
b) Es idéntica a la variación de entropía del universo
c) Es igual a $\frac{\partial Q }{T }$ por lo que puede ser mayor o igual que cero
d) Las 3 son ciertas
Yo diría la (b)
5) Cuando un proceso es internamente reversible, la entropía generada:
a)Es nula
b) Es idéntica a la variación de entropía del universo
c) Es igual a $\frac{\partial Q }{T }$ por lo que puede ser mayor o igual que cero
d) Las 3 son ciertas
Yo diría la (a)
6) En todo proceso cíclico (reversible o no),la entropía generada total es :
a) $<0$ b)$= 0$ d)$>0$ d) Ninguna de las anteriores
Yo diría la (d) porque si es reversible será cero y si es irreversible mayor de cero
7) En cualquier proceso cíclico:
a)$\int \frac{dQ}{ T} <0$ b)$\int \frac{dQ}{ T} =0$ c)$\int \frac{dQ}{ T} >0$ d)$\int \frac{dQ}{ T} =0$ si es reversible
Yo diría la (d)
8)Un sistema cambia desde un estado de equilibrio inicial al mismo estado de equilibrio final, mediante 2 procesos diferentes, uno reversible y otro irreversible. ¿Cual es cierta si $\Delta S$ se refiere al sistema
a)$\Delta S_{irrev}=\Delta S_{rev}$
b)$\Delta S_{irrev}>\Delta S_{rev}$
c)$\Delta S_{irrev}<\Delta S_{rev}$
d) No se puede saber cuál de las 3 se cumple
Para mí es la (b)
9) Para cualquier proceso,el segundo principio exige que el cambio de entropía del sistema sea:
a) $dS>0$ b)$dS=0$ c)$dS<0$ d) No se puede saber a priori cuál de las 3 anteriores se cumple
Diría la (d) por el mismo razonamiento anterior según sea o no reversible o irreversible será mayor o cero
10) verdadero o falso
a) La entropía de un sistema aislado debe ser constante
Verdadero, no hay cambios en la energía interna del sistema
b) Si un sistema realiza un cambio adiabático reversible, es correcto decir que la entropía del sistema no cambia
verdadero
c) Si un sistema realiza un proceso durante el cual su entropía no cambia, es necesariamente cierto que el proceso es reversible y adiabático
verdadero
d) El calor siempre está dado por $\int T dS$
Falso,será $\displaystyle\int_{1}^{2} T dS$
e) Para cualquier proceso, el segundo rpincipio de la termodinámica exige que el cambio de entropía del sistema será cero o positiva
verdadero
f) Todos los sistemas adiabáticos que desarrollan procesos espontáneos aumentan su entropía
verdadero, los procesos espontáneos son irreversibles
g)En todo proceso cíclico (reversible o no) la entropía del fluido de trabajo que realiza el ciclo no varía cuando éste vuelve a sus estado inicial
Falso, aumenta en los irreversibles
h) En todo proceso cíclico (reversible o no) la entropía generada total a lo largo del mismo es nula
Falso, en los ciclos con irreversibilidades es positiva
i) En cualquier proceso cíclico $\int \frac{\partial Q}{T }=0$
Verdadero
11) Un sistema sufre 2 procesos distintos, uno reversible y otro irreversible entre los mismos estados fijos, i y f. Podemos asegurar que:
a) Su variación de entropía será menor en el primercaso queen el segundo
b)Su variación de entropía deberá ser mayor que cero en el caso irreversible. en función del 2º principio.
c) Podemos asegurar que ninguno de los procesos ha sido adiabático
d) Si los procesos han sido adiabáticos, podemos asegurar que la variación de entropía ha sido maypr en el segundo que en el primero
e) Todas las anteriores son falsas
Este es parecido a otro anterior, creo que es la (d)

Bueno, como ya dije antes el segundo principio me cuesta. No sé como están las respuestas tengo muchas dudas.
Gracias y Saludos

[arivasm]

Re: Entropía

Hola Celadas! Éstas son mis opiniones sobre tus respuestas. Dónde no digo nada quiere decir que estoy de acuerdo contigo.

La 2a) es falsa porque la entropía del universo nunca puede disminuir (de hecho es un enunciado para el 2º principio)

La 3a) es falsa pues la expresión es un enunciado del primer principio para los sistemas pvT y es aplicable tanto a procesos reversibles como irreversibles.

La razón que das para la 3b) es casi una errata. Yo diría que es falsa por el motivo de que el trabajo puede tomar otras formas diferentes de las de rozamiento y expansión.

La 10a) es falsa: si se dan procesos irreversibles en el sistema la entropía aumentará.

La 10c) puede ser falsa debido a este caso particular: supongamos que si el proceso fuese reversible entre unos estados inicial y final dados la variación de entropía fuese negativa, pero resulta que de hecho es irreversible y se da la circunstancia (casi más bien la casualidad) de que se genera una cantidad añadida de entropía (debida a la irreversibilidad) que es justamente la opuesta de la anterior; el resultado es un cambio nulo en la entropía, pero el proceso no es reversible.

La razón de la falsedad del 10d) no es la falta de límites en la integral, sino que la igualdad entre el calor y esa integral sólo se cumple en procesos reversibles.

La 10e) es falsa, pues se refiere al sistema. Lo que tú dices sería correcto si se refiriese al universo.

La 11a) también es correcta! pues por "primero" se refiere al reversible y sí es cierto que es menor la variación de entropía en el caso reversible que en el irreversible. Por otra parte, no veo que la d) sea incorrecta!

¡Como son una buena colección de preguntas y las he valorado a toda prisa, espero no haber metido la pata!

Saludos!

[Celadas]

Re: Entropía

Gracias como siempre.
Por otro lado en el caso de la 3a) para procesos irreversibles no habría que añadir el trabajo de rozamiento?. La 3b) no la veo yo la hubiera puesto bien por el tema de que consideramos procesos reversibles e irreversibles
Y en cuanto a la 11a) yo la he considerado falsa puesto que dice que será menor y en realidad es nula en procesos reversibles.
Saludos

[arivasm]

Re: Entropía

...en el caso de la 3a) para procesos irreversibles no habría que añadir el trabajo de rozamiento?

Pues ahora que lo dices, y además al tener en cuenta que la integral $\int T \dd S$ sólo es igual al calor si el proceso es reversible, debo reconocer que tienes razón y que la afirmación era verdadera. Lo corregiré en el post, por aquello de que quede correcto.

La 3b) no la veo yo la hubiera puesto bien por el tema de que consideramos procesos reversibles e irreversibles

Como te dije antes, sólo depende de si se admiten o no otras formas para el trabajo realizado por el sistema, además del de expansión. Si no forman parte de las "reglas del juego" entonces es correcta. Es la típica pregunta cuya respuesta depende de lo que se haya dado en clase!

Y en cuanto a la 11a) yo la he considerado falsa puesto que dice que será menor y en realidad es nula en procesos reversibles.
Saludos

Tendrías razón si el proceso fuese cíclico, pero no dice que lo sea. Pero incluso siéndolo 0 es más pequeño que cualquier otro número que sea positivo!

Saludos!

[Celadas]

Re: Entropía

Hola, entonces para un ciclo reversible los valores $\Delta S_{sist},S_{generada},S_Q (de flujo)$ permanecen sin modificarse. Y para un ciclo irreversible $\Delta S_{sist}=\uparrow ,S_{generada}= \uparrow ,S_Q (de flujo)= \downarrow$ Sería correcto?
Saludos

[arivasm]

Re: Entropía

¿Qué son $S_{generada}$ y $S_Q$ de flujo?

[Celadas]

Re: Entropía

Hola, como ya te comenté el 2º principio me cuesta mas por lo que respondo a tú pregunta con poca seguridad en mí mismo. Entropía generada es aquella producida por las irreversibilidades, y entropía de flujo es la que acompaña al flujo de calor. Es correcto ?
Saludos

[arivasm]

Re: Entropía

Son términos que no he manejado nunca. Entiendo entonces que la entropía generada es la diferencia entre el cambio de entropía que ocurre en el proceso y el que ocurriría si se tratase de uno reversible que conectase los mismos estados inicial y final. De ser así, entonces sí es cierto que es una cantidad positiva (o nula, si no hay irreversibilidades). Por otra parte, si la de flujo es $\oint \delta Q / T$, entonces ciertamente es negativa (siempre tiene que salir más calor del que entra).

[Celadas]

Re: Entropía

Hola, entonces en un ciclo reversible, la entropía del sistema permanece sin modificarse al igual que la de flujo. La entropía generada al no haber irreversibilidades es nula y permanece así. En un ciclo con irreversibilidades es donde tengo la duda porque la entropía generada aumenta consecuencia de las irreversibilidades. La entropía de flujo disminuye y también la del sistema???
Saludos

[arivasm]

Re: Entropía

En un ciclo con irreversibilidades...la entropía generada aumenta consecuencia de las irreversibilidades. La entropía de flujo disminuye y también la del sistema???
Saludos

La entropía es una función de estado, luego entiendo que en un ciclo, reversible o no, la entropía del sistema no debe cambiar. Ahora bien, si hay irreversibilidades, la entropía del universo debe aumentar, lo que significa que deberá haber un aumento en la entropía del entorno. Como te dije antes, me causa problemas la terminología, pues no la he manejado nunca (está claro que tengo que actualizarme). Si, insisto, por entropía generada se entiende el cambio que se produce en el universo debido a las irreversibilidades (y ésa es la impresión que me da lo que he visto en la red al respecto), entonces deberá ser positiva. Por lo que se refiere a la de flujo, la desigualdad de Clausius determina que $\oint \dd Q / T \leq 0$.

En consecuencia, entiendo que no es correcto lo que dices de que la entropía del sistema disminuye en un ciclo.

Saludos!

[Celadas]

Re: Entropía

Vuelvo como siempre a darte las gracias
Saludos

[skynet]

Re: Entropía

celadas, la 10g es verdadera......la entropía es función de estado.

[arivasm]

Re: Entropía

Tiene razón supernena, se me había pasado por alto.

[Celadas]

Re: Entropía

Gracias por vuestra ayuda.Saludos

[skynet]

Re: Entropía

hola arivasm

es que son muchas preguntas........me pregunto de donde las habrán sacado...

saludos