CAPITULO 15. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA Y ... - DGEO

Cap. 15. Segunda ley de la termodinámicaComo V f > V i , se concluye que ∆S es positivo y tanto la entropía como el desordendel gas aumentan por efecto de la expansión adiabática. Estos resultadostambién se pueden obtener de la ecuación 15.10, observando que T i = T f , porlo tanto lnT f /T i = ln 1 = 0.Ejemplo 15.7. Calcular el cambio de entropía de 2 moles de un gas ideal querealiza una expansión libre al triple de su volumen original.Solución: aplicando la ecuación 15.12, con n = 2 moles y V f =3V i ,∆SVf= nR lnVi∆S= 2mol× 8.31J× ln 3 = 18.3 JmolKK15.7.4 Entropía en la transferencia de calor irreversible.Una sustancia de masa m 1 , calor específico c 1 y temperatura inicial T 1 se poneen contacto térmico con una segunda sustancia de masa m 2 , calor específico c 2y temperatura inicial T 2 , con T 2 > T 1 . Las dos sustancias están contenidas enuna caja aislante de tal manera que no se pierde calor hacia el ambiente. Sepermite que el sistema alcance el equilibrio térmico y se quiere calcular elcambio de entropía del sistema. Por la conservación de la energía, la cantidadde calor Q 1 que pierde una sustancia debe ser igual al calor Q 2 que gana la otrasustancia, entonces:∆=T1∫ + ∫f T f2ST1dQTdonde T f es la temperatura final de equilibrio del sistema, que se debe calcular.Esta T f se calcula sabiendo que Q 1 = -Q 2 y como por definición Q = mc∆T paracada sustancia, se obtiene:T2dQTm1c1( T − T1) = −m2c2(T − T2)ff450