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Neolithing
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 11 Feb 2010
Mensajes: 88
Carrera: Informática
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Hola, tengo unas dudas con unos ejercicios relacionado con este tema. Si no me equivoco sabemos que en un proceso irreversible para calcular la variacion de entropia se puede tomar otro camino reversible que una los mismos puntos. Por otro lado en un proceso adiabatico irreversible sino me equivoco por mas que Q = 0 la variacion de entropia es mayor a 0 no?.
Otra afirmacion a ver si la tengo correcta " la variacion de entropia del sistema es igual 0 en reversible o irreversible por esta en ciclo"
Bueno aca pongo problemas relacionados con este tema que quisiera ver como lo resuelven ustedes.
1) Una masa de gas ideal se expande isotermicamente en forma supuestamente cuasiestacionaria reversible, luego continua la expansion en forma adiabatica no cuasiestacionaria ( irreversible) hasta alcanzar una temperatura igual a la mitad de la inicial, a continuacion se comprime isotermicamente en forma supuestamente cuasiestacionaria reversible, finalmente se lo comprime en forma adiabatica ( irreversible) hasta alcanzar el estadio inicial, completando de esta manera un ciclo motor irreversible de rendimiento 0.4. El calor absorbivo en la expansion cuasiestacionaria es de 1000j.
a) calcular el trabajo entregado por el motor en cada cicle y el calor cedido a la fuente fria.
b) las variaciones de entropia y de energia interna del gas al completar el ciclo.
c) si la variacion de entropia del gas en la expansion isoterminca es de 2j/k. determinar la temperatura de las fuentes, verificando si se cumple el teorema de Carnot.
d) Explicar lo que sucede con la variacion de entropia del medio y del universo en cada ciclo.
Saludos!
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matthaus
Nivel 9
Registrado: 27 Feb 2009
Mensajes: 953
Carrera: Industrial
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Creo que por tus dudas, los unicos q te presentan dificultad son el b) c) y d)
b) deltaS (ciclo) = 0 SIEMPRE (reversible y/o irreversible)
c) Ahora que te dicen que deltaS en la exp isotermica vale 2J/K, ahi si deltaS = Q/T y despejas lo que seria T caliente.
Luego con la desigualdad de Clausius Qf/Tf =Qc/Tc y despejas Tf (los Q ya los calculaste para a)
d) si deltaS univ = delta S medio + delta S sistema
como te dicen "en cada ciclo" : delta S sistema =0
para procesos reversibles deltaS univ = 0
para processos irreversibles delta S univ > 0
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Neolithing
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 11 Feb 2010
Mensajes: 88
Carrera: Informática
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Grax, entendi todo.. salvo que se me complico en el punto a sacar el calor que producen los procesos adiabaticos con los datos que tengo en el problema. Se que por ser adiabatica irreversible ( o no) tengo que Q = 0 tonces Delta U = - W. pero no tengo ni Cp ni Cv ni los volumenes, solo me dice que la temperatura final de la expansion adiabatica es la mitad de la inicial.
Saludos
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
Mensajes: 2716
Ubicación: San Isidro
Carrera: Industrial
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| Neolithing escribió:
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Grax, entendi todo.. salvo que se me complico en el punto a sacar el calor que producen los procesos adiabaticos con los datos que tengo en el problema. Se que por ser adiabatica irreversible ( o no) tengo que Q = 0 tonces Delta U = - W. pero no tengo ni Cp ni Cv ni los volumenes, solo me dice que la temperatura final de la expansion adiabatica es la mitad de la inicial.
Saludos
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No entiendo cual es tu duda ya que Lottar respondió todo. ¿A qué te referís con lo del punto a?
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![[tex]\int Oso + 10\ dt...[/tex]](images/latex/a328513baa7a9ae1a5f22b69d45dd2a6b90980e8_0.png "[tex]\int Oso + 10\ dt...[/tex]")
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Neolithing
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 11 Feb 2010
Mensajes: 88
Carrera: Informática
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| El punto a) lo entre a calcular que te pide el trabajo entregado del sistema en un ciclo, puedo sacar el trabajo de los procesos adiabaticos que me da W expansion isotermica = 1000j y en la compresion me da W = 600j pero cuando quiero saber el trabajo echo por las adiabaticas con los datos del problema no le enceuntro la vuelta
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
Mensajes: 2716
Ubicación: San Isidro
Carrera: Industrial
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| Neolithing escribió:
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El punto a) lo entre a calcular que te pide el trabajo entregado del sistema en un ciclo, puedo sacar el trabajo de los procesos adiabaticos que me da W expansion isotermica = 1000j y en la compresion me da W = 600j pero cuando quiero saber el trabajo echo por las adiabaticas con los datos del problema no le enceuntro la vuelta
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Lo que tenés que usar para calcular el trabajo hecho en el ciclo es el rendimiento que es igual al trabajo obtenido sobre el calor absorbido. Como sabés que el rendimiento es 0.4 y que el calor absorbido es 1000J despejás W y te da 400J.
Por otro lado, nunca vas a poder calcular el trabajo en los procesos adiabáticos irreversibles usando la formulita de p dV porque esa fórmula solo sirve para procesos reversibles. A lo sumo podrias haberla usado si te daban la presión exterior.
P.D: Perdón por no escribirlo en Latex pero parece que hoy no funciona.
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Neolithing
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 11 Feb 2010
Mensajes: 88
Carrera: Informática
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Pablon
Nivel 5
Edad: 32
Registrado: 16 Feb 2010
Mensajes: 168
Ubicación: Banfield
Carrera: Informática
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Revivo este topic porque hay algo que no me termina de quedar claro.
La variación de entropía en una expansión adiabática es 0 si la misma es reversible, pero, si no lo es, como la calculo?
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df
Nivel 9
Edad: 33
Registrado: 15 May 2010
Mensajes: 2298
Carrera: Civil
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| Por un camino reversible cualquiera, solo interesan los estados inicial y final.
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![[tex] \nabla ^u \nabla_u \phi = g^{ij} \Big( \frac{\partial ^2 \phi}{\partial x^i \partial x^j} - \Gamma^{k}_{ij} \frac{\partial \phi}{\partial x^k} \Big)\\\\\frac{\partial \sigma^{ij}}{\partial x^i} + \sigma^{kj} \Gamma^i _{ki} + \sigma^{ik} \Gamma^j _{ki} = 0[/tex]](images/latex/99f2e51931163431f7feb4825fc711ebccd99981_0.png "[tex] \nabla ^u \nabla_u \phi = g^{ij} \Big( \frac{\partial ^2 \phi}{\partial x^i \partial x^j} - \Gamma^{k}_{ij} \frac{\partial \phi}{\partial x^k} \Big)\\\\\frac{\partial \sigma^{ij}}{\partial x^i} + \sigma^{kj} \Gamma^i _{ki} + \sigma^{ik} \Gamma^j _{ki} = 0[/tex]")
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Guido_Garrote
Moderador
Edad: 35
Registrado: 14 Oct 2007
Mensajes: 3319
Ubicación: AHÍ!
Carrera: Civil
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| Pablon escribió:
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Revivo este topic porque hay algo que no me termina de quedar claro.
La variación de entropía en una expansión adiabática es 0 si la misma es reversible, pero, si no lo es, como la calculo?
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es 0 también porque la entropía es función de estado
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Pablon
Nivel 5
Edad: 32
Registrado: 16 Feb 2010
Mensajes: 168
Ubicación: Banfield
Carrera: Informática
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| Guido_Garrote escribió:
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| Pablon escribió:
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Revivo este topic porque hay algo que no me termina de quedar claro.
La variación de entropía en una expansión adiabática es 0 si la misma es reversible, pero, si no lo es, como la calculo?
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es 0 también porque la entropía es función de estado
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Gracias por la respuesta, y ahondo un poco más en el tema porque eso es algo que me hace dudar como al pato Abbondanzieri con un centro; si bien la entropía es función de estado, hay un ejemplo medio polémico, el de la expansión libre de un gas ideal, en el cual Q=0, W=0, ergo Delta(U)= 0, pero la variación de entropía no es cero, entonces no es lo mismo usar cualquier camino.
Este tema me hace dudar bastante y no encuentro LA posta, me han contestado diferentes cosas y no me deja seguro ninguna.
Aparte, de ser una función de estado la entropía, no interesa el camino que yo decida tomar, pero esto significa que no importa el camino que yo tome mientras sea reversible, o puedo tomar uno irreversible y la variación va a ser la misma?
Y ya que estoy preguntando todo, meto esta tmb, si la entropía es función de estado, en un ciclo cerrado su variacion da 0, pero eso es para el gas no?, la del universo aumenta quiero creer.
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Guido_Garrote
Moderador
Edad: 35
Registrado: 14 Oct 2007
Mensajes: 3319
Ubicación: AHÍ!
Carrera: Civil
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| Pablon escribió:
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| Guido_Garrote escribió:
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| Pablon escribió:
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Revivo este topic porque hay algo que no me termina de quedar claro.
La variación de entropía en una expansión adiabática es 0 si la misma es reversible, pero, si no lo es, como la calculo?
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es 0 también porque la entropía es función de estado
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Gracias por la respuesta, y ahondo un poco más en el tema porque eso es algo que me hace dudar como al pato Abbondanzieri con un centro; si bien la entropía es función de estado, hay un ejemplo medio polémico, el de la expansión libre de un gas ideal, en el cual Q=0, W=0, ergo Delta(U)= 0, pero la variación de entropía no es cero, entonces no es lo mismo usar cualquier camino.
Este tema me hace dudar bastante y no encuentro LA posta, me han contestado diferentes cosas y no me deja seguro ninguna.
Aparte, de ser una función de estado la entropía, no interesa el camino que yo decida tomar, pero esto significa que no importa el camino que yo tome mientras sea reversible, o puedo tomar uno irreversible y la variación va a ser la misma?
Y ya que estoy preguntando todo, meto esta tmb, si la entropía es función de estado, en un ciclo cerrado su variacion da 0, pero eso es para el gas no?, la del universo aumenta quiero creer.
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Si hay diferencia en la entropía de dos procesos es porque empezando de un mismo estado inicial, llegan a un estado final distinto. La entropía no depende del camino, es función de estado.
En un ciclo da cero, la del medio dará cero solo si el proceso es todo reversible, sino va a ser mayor que cero.
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Ttincho
Nivel 6
Registrado: 06 Sep 2009
Mensajes: 226
Carrera: Química
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Como te dijeron ya, la variación de Entropía (del universo, sistema y medio) en un proceso adibático y reversible es nula, si. La variación de Entropía en un proceso adibático irreversible es necesariamente positiva y se calcula así: como la Entropía del sistema (y solo la del sistema) es función de estado entonces supones una trayectoria reversible (que es la que se puede calcular con fomulitas), y la calculas total da lo mismo, porque, la Entropía DEL SISTEMA es función de estado.
La del medio es cero, porque es adibática, entonces la del universo y la del sistema son iguales y POSITIVAS si o si.
-Podes tomar el camino que quieras, mientras los estados finales e iniciales sean los mismos y lo que calcules sea la variacion del sistema, pero solo podes calcular por caminos reversibles, te va a dar lo mismo.
Lo que preguntas de la expansion, si te referis a la de un gas ideal en un sistema cerrado adiabatico y en reposo, el calor es cero, sí, pero ese proceso es absolutamente irreversible y entonces el que vale cero es Qirrev=0 (fijate que el gas solo no se va a comprimir, asi que reversible no es porque no puede invertirse el camino), por eso la variacion de entropia no te da cero porque es ds=dQrev/T (dQrev, es diferencial inexacto) , y si la queres hacer por otro camino (reversible) tiene que ser justamente OTRO camino no el mismo, asi que Qrev por ese camino reversible ya no seria cero, y deltaSsist =/= 0 con lo que no se refutaría que la entropia es funcion de estado.
La del universo aumenta siempre (salvo en procesos isoentropicos, como un adiabatico reversible que vale cero, porque la del sistema y el medio son simultaneamente cero). Pero en un ciclo, por ejemplo una maquina térmica irreversible la del sistema es cero, pero la del medio es positiva.
Y si, como decis vos, la del sistema siempre aumenta en un caso real (irreversible) sea ciclo, no ciclo, el que vos quieras
Saludos.
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