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Calor y Termodinámica Ad.2do Principio
#1
Buenas profe. No me estan dando o se me estaria complicando resolver los puntos 4/5/6

En el Ejercicio 4. En el item A Pedia el calor del ciclo entero, por lo que saque de forma individual Q de cada proceso A/B (isocorico) , B/C (Isobarico) , C/A (Politropico)

Lo que hice en cada uno fue calcular su variacion de energia Interna y de ahi al saber el L de cada uno despeje Q. Y luego los sume. Pero en el proceso c/a lo tome como que A y C estan en la misma isoterma(no se si este bien considerarlo). Y despues sume todos los Q.
Pero aun asi no me da el resultado. Me dio 7000J y tendria que ser -3000J.
Y en el item B, no se si el error este por la misma consideracion de C/A como que pasan por la misma isoterma.


En el ejercicio 5. Lo trate de resolver por empezar sacando el Q que cede el agua a 100 grados y  despues considerar que ese Q que cede es el que gana el Hielo, de ahi considerar un cambio de estado para despejar su masa. Pero ya ahi me perdi.

En el ejercucio 6.  Como es un recipiente adiabatico y ocurre un proceso espontaneo empece a considerar como la Variacion de S >0. Pero despues de ahi me empece a confundir otra vez.
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#2
Hola Aldana,

Ejercicio 4: ¿por qué decís que el proceso CA es politrópico? En primer lugar la forma de la curva no tiene NADA que ver con un proceso politrópico (por cierto: no vimos esos procesos en nuestra materia), en segundo lugar, no hay datos para suponer eso. Ni tampoco hace falta... el CA es un cierto proceso, evidentemente es una COMPRESION, lo cual se ve mirando el gráfico.

Lo que se sabe es que: el VALOR ABSOLUTO del trabajo de C a A vale 7000 J, y además se sabe que es una compresión... la conclusión de eso es que LCA = -7000 J ----> tiene que ser NEGATIVO.

No hace falta calcular el Q por cada etapa... lo que se pide es el Q total para el ciclo, y siempre es: Qciclo = Lciclo. Y calculás el TRABAJO por etapas, usando las áreas del gráfico.
(De todos modos, si quisieras calcular el Q por etapas: en la isobárica y en la isocórica tenés "fórmulas", pero en el proceso CA podés plantear la 1ra. Ley, y despejar QCA, usando el dato del trabajo LCA.)

Con respecto al punto b): es verdad que C y A tienen igual temperatura, es decir que existe una isoterma que pasa por ambos (la curva del gráfico NO es isoterma, obviamente!). Entonces podrías usar una de las expresiones de DeltaS que vimos en clase para gas ideal. Tené en cuenta que la variación de entropía entre dos puntos *no depende del camino intermedio*, ya que S es función de estado... así que no importa cuán raro sea el camino intermedio, con tal que tengas las coordenadas iniciales y finales.

Ejercicio 5. Acordáte que, para un líquido o sólido (siempre y cuando no sea un pasaje al estado de vapor), es (1ra. Ley):
DeltaU = Q - L, y como L se desprecia ya que el cambio de volumen es muy pequeño, queda DeltaU = Q.
Ese Q podés calcularlo separadamente para el HIELO y para el AGUA. Por ejemplo, para el agua:

Qagua = magua . cagua . (0°C - 100°C) ----> porque se sabe que la temperatura final es de 0°C.
Y obviamente, Qagua + Qhielo = 0, porque el recipiente es adiabático.

Sabiendo Qhielo, después calculás DeltaUhielo = Qhielo (despreciando el trabajo).

Ejercicio 6: Efectivamente, es un proceso irreversible, así que DeltaSUNIVERSO > 0. Pero eso es para el UNIVERSO, o sea, para el TOTAL, no necesariamente para cada elemento por separado! Pensá que cuando un sólido o líquido cede calor, pasa a una situación de menor desorden... y viceversa, cuando un sólido o líquido absorbe calor, las moléculas van a estar en una situación de "mayor desorden".... Con eso podés saber fácilmente cómo son DeltaSA y DeltaSB. Para saber lo que le pasa al medio, tené en cuenta que el recipiente es adibático, así que el medio de afuera "no se entera de nada":

Avisáme si te quedan dudas.

Saludos,
Miriam
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#3
Gracias profe por responder.
El 4.B sigue sin darme, considere lo que usted me dijo pero me queda 1mol.R.ln(0.33)... Tuve en cuenta el volumen final y el inicial pero aún así no me da.

En el ejercicio 5.B Me da 200 y no lo que dice el resultado

Y despues me surgió otro problema en el adicional 8 del mismo tema.
La variación de entropía del agua me dio, pero en la del estaño no me da.
Saque primero la variación de la misma cuando estaba cambiando de estado y me dio -28.68 cal/K pero no se como sacar cuando empieZa a disminuir su temperatura a los 50grados que es la Tequilibrio.
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#4
Hola Aldana,

Con respecto al 4B, está bien la expresión que usaste, y sí te da, fijáte:

DeltaSCA = 1 mol . R . ln(1/3) ----> esto es lo que te quedó (Es mejor en fracción, así no se acumula error)

El logaritmo de un cociente es la resta de los logaritmos, o sea que ln(1/3) = ln(1) - ln(3)
Y como ln(1) = 0, entonces ln(1/3) = - ln(3)
Reemplazando, queda: DeltaSCA = - 1 mol . R . ln3 , que es la expresión que figura en las respuestas (si querés podés reemplazar el valor de R y hacer la cuenta final).

Sobre el 5b): ¿calculaste la variación de entropía DE AMBAS PARTES, o sea: del hielo que se funde, y del agua que se enfría?

Ya que la variación de entropía del UNIVERSO, es la suma de las variaciones de entropía de todas las partes, que en este caso son sólo dos (el hielo que se funde y el agua que se enfría), ya que como el recipiente es adiabático, no hay "entorno".

¿Cómo lo resolviste? Sugerencia:
- Revisá que, para el agua que se enfría, hayas usado: DeltaS = m . c . ln(Tfinal / Tinicial), donde c es el calor específico. Esta expresión vale para líquidos / sólidos que cambian de temperatura sin cambiar de estado de agregación.
- Para el hielo, DeltaS = Q/T, donde Q es el calor absorbido por el hielo en la fusión, y T la temperatura de fusión.
Revisá que todas las temperaturas que usaste, estén en Kelvin.

Con respecto al ejercicio 8: para el estaño, cuando se enfría, se usa la expresión mencionada arriba:

DeltaS = m . c . ln(Tfinal/Tinicial) ---> donde las temperaturas van en Kelvin.

Si bien no se conoce la masa del estaño ni su calor específico, se puede conocer el PRODUCTO m.c, o sea, la CAPACIDAD CALORIFICA, usando el gráfico, ya que:

Q = m.c.DeltaT ---> usá esto para el estaño, en la segunda etapa, ahí vas a poder averiguar (m.c), o sea, la capacidad calorífica.

Avisáme si con esto podés avanzar o si tenés más dudas.

Saludos,
Miriam
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