PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA
ejercicios resueltos de termodinámica

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Ejercicios de termodinámica

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Ejercicios de termodinámica - Respuesta al ejercicio 22

Para el primer caso, la variación de entropía de la resistencia es nula pues, al mantenerse constante la temperatura, pierde el mismo calor que absorbe.
La variación de entropía del universo será:

    \( \displaystyle \triangle S_U = \frac{Q}{T} = \frac{RI^2 t}{T} = \frac{25 \times 10^2 \times 1}{300} = \frac{25}{3} Julios/C \)

Para el tercer caso podemos considerar que la variación de entropía de la resistencia será:

    \( \displaystyle \triangle S = \int\frac{\delta Q}{T} \)

Pero la variación de calor en función de la temperatura y la presión es:
    δQ = CpdT - VdP = CpdT      (por ser P = Cte)
De ese modo, tenemos:

    \( \displaystyle \begin{array}{l} \triangle S = \int_{T_i}^{T_f}\frac{C_p}{T}dT =\int_{T_i}^{T_f}\frac{Mc_p}{T}dT = \\  \\ = Mc_p\int_{T_i}^{T_f}\frac{dT}{T} = Mc_p\ln\left(\frac{T_f}{T_i}\right) \end{array} \)

Sabemos que la temperatura inicial de la resistencia es de 300 ºK. veamos cual es la temperatura final:

    \( \displaystyle \begin{array}{l} 0,24 \times RI^2t = Mc_p(T_f - T_i)\Rightarrow \\  \\ \Rightarrow T_f = 0,24\times \frac{RI^2t}{Mc_p} + T_i = 600C \end{array} \)

Así pues, la variación de entropía de la resistencia será:
    ΔS = 10 × 0,2 × Ln 2 = 1,39 cal / C ≅ 5,8 Julios × C
EJERCICIOS RESUELTOS DE TERMODINÁMICA FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA


tema escrito por: José Antonio Hervás