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Buenas, tengo el siguiente ejercicio:
Para el primer apartado lo que he dicho es que como la expansión se realiza contra el vacío, el trabajo es nulo y por tanto la de donde la masa fundida es . Para obtener la variación de la energía interna he usado relación puente entre formulaciones energética y térmica y aplicado que el gas es de Van der Waals. Obtengo una expresión del tipo (no hace falta que la comprobéis ni nada del estilo) donde sustituyendo datos me sale una masa del orden de nanogramos. ¿Lo veis posible?
Pero bueno, mi duda principal es el segundo apartado. Una vez con el calor obtenido, si supongo que el proceso es isotermo (esta en contacto con un baño de hielo fundente, los estados inicial y final son de equilibrio pero el proceso es irreversible, imagino un camino reversible y calculo la variación de entropía).
El entorno ha recibido un calor Q que ya he obtenido y puedo evaluarla, pero claramente al ser irreversible para el universo la entropía debe aumentar. Intento calcular la del sistema pero llego a que es igual que la del entorno pues supongo el proceso isotermo, cosa que me estoy empezando a plantear que es incorrecta pues es un proceso irreversible y no sé si es aplicable.
En general tengo dudas de como calcular la variación de uno y de otro cuando los procesos son irreversibles, y el balance total para el universo.
Por ejemplo (y esto ya es para a quien le apetezca seguir aguantándome en tan malas fechas):
- Hice un ejercicio sobre una goma elástica sometida a una tracción y calculabas ciertas magnitudes. La cosa es que en un apartado se pedia la variación de entropía en un alargamiento reversible y la del entorno. Esto es relativamente fácil. Pero luego pedía las variaciones de entropía si una vez alargado se suprimía la fuerza tractora y recuperaba su longitud inicial, siendo este proceso irreversible. Yo supuse un proceso reversible entre ambos estados, y la del sistema por tanto era la menos variación cuando el proceso era de alargamiento reversible. Hasta aquí la primera variación de entropía (que resalto, es negativa pues en el alargamiento me salía positiva). Para soportar mi razonamiento de que salga negativa, razono además como sigue: según el critero termodinámico usado, el trabajo para encogerse (que es realizado por el sistema) es positivo, y como en este caso la variación de energía interna es negativa (en el anterior apartado me salía positiva, y por ser lo opuesto y ser esta función de estado es la menos variación del proceso reversible de alargamiento) eso implica que el calor debe ser negativo y mayor en valor absoluto que el trabajo. Si el calor es negativo, la variación de entropía también.
- Si, como el proceso es reversible, la del universo debe ser mayor estricto que cero, la del variación del entorno es positiva y mayor en valor absoluto que la del sistema.
- Si el sistema libera un calor Q al entorno al encogerse, parte de la variación de entropía del entorno se deberá absorber este calor, y la parte que falta para que el universo salga ganando en desorden supuse que venía del espacio que ahora puede ocupar el medio circundante (como la variación de la longitud ha sido irreversible, la expansión del medio circundante hacia este hueco también lo será), dando un aporte extra positivo a la variación de entropía del medio.
¿Estaría bien lo anteriormente expuesto? Si alguien se anima estaría muy agradecido, pues mis dudas en termodinámica son muchas siento que no avanzo demasiado y tengo el final este miércoles.
Gracias de antemano, un saludo
Para el primer apartado lo que he dicho es que como la expansión se realiza contra el vacío, el trabajo es nulo y por tanto la de donde la masa fundida es . Para obtener la variación de la energía interna he usado relación puente entre formulaciones energética y térmica y aplicado que el gas es de Van der Waals. Obtengo una expresión del tipo (no hace falta que la comprobéis ni nada del estilo) donde sustituyendo datos me sale una masa del orden de nanogramos. ¿Lo veis posible?
Pero bueno, mi duda principal es el segundo apartado. Una vez con el calor obtenido, si supongo que el proceso es isotermo (esta en contacto con un baño de hielo fundente, los estados inicial y final son de equilibrio pero el proceso es irreversible, imagino un camino reversible y calculo la variación de entropía).
El entorno ha recibido un calor Q que ya he obtenido y puedo evaluarla, pero claramente al ser irreversible para el universo la entropía debe aumentar. Intento calcular la del sistema pero llego a que es igual que la del entorno pues supongo el proceso isotermo, cosa que me estoy empezando a plantear que es incorrecta pues es un proceso irreversible y no sé si es aplicable.
En general tengo dudas de como calcular la variación de uno y de otro cuando los procesos son irreversibles, y el balance total para el universo.
Por ejemplo (y esto ya es para a quien le apetezca seguir aguantándome en tan malas fechas):
- Hice un ejercicio sobre una goma elástica sometida a una tracción y calculabas ciertas magnitudes. La cosa es que en un apartado se pedia la variación de entropía en un alargamiento reversible y la del entorno. Esto es relativamente fácil. Pero luego pedía las variaciones de entropía si una vez alargado se suprimía la fuerza tractora y recuperaba su longitud inicial, siendo este proceso irreversible. Yo supuse un proceso reversible entre ambos estados, y la del sistema por tanto era la menos variación cuando el proceso era de alargamiento reversible. Hasta aquí la primera variación de entropía (que resalto, es negativa pues en el alargamiento me salía positiva). Para soportar mi razonamiento de que salga negativa, razono además como sigue: según el critero termodinámico usado, el trabajo para encogerse (que es realizado por el sistema) es positivo, y como en este caso la variación de energía interna es negativa (en el anterior apartado me salía positiva, y por ser lo opuesto y ser esta función de estado es la menos variación del proceso reversible de alargamiento) eso implica que el calor debe ser negativo y mayor en valor absoluto que el trabajo. Si el calor es negativo, la variación de entropía también.
- Si, como el proceso es reversible, la del universo debe ser mayor estricto que cero, la del variación del entorno es positiva y mayor en valor absoluto que la del sistema.
- Si el sistema libera un calor Q al entorno al encogerse, parte de la variación de entropía del entorno se deberá absorber este calor, y la parte que falta para que el universo salga ganando en desorden supuse que venía del espacio que ahora puede ocupar el medio circundante (como la variación de la longitud ha sido irreversible, la expansión del medio circundante hacia este hueco también lo será), dando un aporte extra positivo a la variación de entropía del medio.
¿Estaría bien lo anteriormente expuesto? Si alguien se anima estaría muy agradecido, pues mis dudas en termodinámica son muchas siento que no avanzo demasiado y tengo el final este miércoles.
Gracias de antemano, un saludo