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Calor y Termodinámica Segunda Ley
#1
Hola profe, estoy con un ejercicio de parcial Dos kg de hielo a 0 ºC se ponen en contacto con el aire de la cocina a 20 ºC y 1 atm de presión. Si se funden completamente hasta alcanzar la temperatura del ambiente que se mantiene constante.
Una de las cosas que me pide calcular es la variación de entropía del universo en cal/K e indicar si el proceso es reversible o irreversible. Yo planteé DeltaSuniverso= DeltaShielo + DeltaSentorno      El DeltaS del hielo lo calculé con 2000g x 80 cal/g sobre 273 ºK. El resultado de esa cuenta es 500 cal/K. Sé que el DeltaU tiene que dar positivo (es irreversible), pero cómo termino de calcularlo? Me falta el DeltaSentorno...lo desprecio? digo, como es el ambiente que rodea al hielo...
Roxana
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#2
Hola Roxana,

Supongo que cuando dijiste DeltaU, en realidad quisiste escribir DeltaS(universo) (variación de ENTROPIA, no de energía interna, el DeltaU del universo es cero porque su energía interna no cambia), en ese caso es correcto.

En primer lugar: te falta considerar un proceso para el hielo. El hielo se funde, pero después, el agua líquida resultante, cambia de temperatura, de 0°C a 20°C, que es la temperatura ambiente.

Siempre que una sustancia pasa por más de una etapa, las variaciones de entropía se suman, es decir, en este caso:

DeltaS(total del hielo/agua) = DeltaSfusión + DeltaS(aumento de temperatura)

Falta que calcules el 2do. término, si es que el enunciado pide DeltaS en TODO el proceso (si pidieran solamente "durante la fusión", sería diferente).

NO se desprecia el DeltaSentorno, para nada. El entorno es el ambiente que rodea al hielo, es decir que del ambiente está saliendo el calor que recibe el hielo. O sea, que para el ambiente, el calor es del mismo valor que para el hielo, pero de signo cambiado. Atención: si DeltaS se pide para todo el proceso, habría que considerar TODO el calor que el ambiente entregó al hielo, no sólo en la fusión.

Y como suponemos que el ambiente es grande, y no cambia su temperatura (lo que despreciamos es su cambio de temperatura, si el ambiente es muy grande), entonces queda:

DeltaSambiente = Qambiente / Tambiente

donde Tambiente = (20 + 273) K = 293 K

Avisáme si te quedan dudas.

Saludos,
Miriam
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#3
Gracias Miriam!!!
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