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PROBLEMAS SOBRE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
1.- Un sistema consistente de 18 g de agua en estado sólido a – 10ºC, se cambia a vapor a
120ºC. Calcular la variación de entropía para este cambio. Si Cp(s), Cp(l) y Cp(v) del agua
son 0,5, 1,0 y 8,11 cal/ºK-g; el calor de fusión del agua es 79,7 cal/g; y el calor de
vaporización del agua es 539,7 cal/g.
DATOS:
m= 18 g ΔHf =79,7 cal/g ΔHv = 539,7 cal/g Cp(s)=0,5 cal/°K g Cp(l)=1,0 cal/°K g Cp(v)=8,11 cal/°K g
2.- Se añade un gramo de hielo a 0ºC a 10 gramos de agua en su punto de ebullición. Cual será
la temperatura final, y la variación de entropía que acompaña al proceso?. Considere los
datos del problema anterior. Rpta: Te = 356,6 ºK; ∆Stotal = 0,11 u.e.
DATOS:
m = 1 g Tf = 0 °C m2 = 10 g Tb = 100 °C ∆H = 79,7 cal/g CpH2O(l) = 1,0 cal/°Kmol
5.-Utilizando la ecuación de Cp del CH 4 (g), en la que se expresa la capacidad calorífica en
función de la temperatura, calcular la variación de la entropía que resulta al calentar 2
moles de este gas desde 300 a 600 ºK a presión constante.
DATOS:
n=2 mol T1=300°K T2=600°K
6.- Suponiendo que para el CH4(g) Cp – Cv = R, hallar el cambio de entropía que resulta al
calentar 2 moles de gas desde 300 a 600 ºK a volumen constante.
DATOS:
n=2mol T1= 300°K T2=600°K V=Cte
9.- 3 moles de N2(g) originalmente ala presión de 1 atm. se mezcla isotérmicamente con 5
moles de H2 (g), también a igual presión, con la cual la presión total resultante es de 10 atm..
Si suponemos que los gases son ideales, calcular (a) la entropía total de la mezcla, y (b) la
entropía de mezcla por mol de gas.
11.- Un mol de un gas ideal, originalmente en un volumen de 8,21 litros y 1000 ºK, se deja
expandir adiabáticamente hasta un volumen final de 16,42 litros. El valor de Cv en este gas
es de 3R/2, Calcular los valores de variación de entropía en este proceso cuando:
a) La expansión es reversible.
b) La expansión tiene lugar contra una presión constante de 3 atm.
Rpta: a) ∆Ssis = 0,005 u.e; b) ∆Ssis = 0,71 u.e. DATOS: Vi= 8,21 L Vf= 16, Ti=1000°K n=1mol
