lunes, 26 de octubre de 2015

Termodinámica, evolución de un sistema en dos etapas.

Un sistema evoluciona en dos etapas. Primero aumenta su volumen a presión constante y después disminuye su presión a volumen constante. El estado final tiene menos energía interna que el inicial. ¿Cuál de las siguientes opciones para el calor y el trabajo intercambiados por el sistema es la que puede corresponder a esa evolución?
CALOR(kcal) TRABAJO(kcal)
Recibe 400 Entrega 300
Recibe 100 Entrega 100
Recibe 200 Entrega 300
Recibe 400 Recibe 300
Entrega 200 Recibe 300
Recibe 300 Recibe 400


Inicio:


Primera etapa:

Al inicio recibe calor, y hay una transformación del volumen realizado por un trabajo del sistema.

Segunda etapa:
En esta etapa el volumen es constante, por lo tanto el sistema no hace ni recibe trabajo. La única variación es de la presión, por lo que varió la temperatura del sistema. En una evolución isocórica se da:
\[\Delta U = Q \quad \wedge \quad \Delta U = C_v \cdot m \cdot \Delta T\]
\[\Delta T = T_f - T_i \; \wedge \; T_i > T_f \; \Rightarrow \; \Delta T < 0 \; \Rightarrow \; \Delta U < 0\]


Esto último lo confirma el enunciado cuando afirma que la energía final interna del sistema es menor que la inicial.
\[ \Delta U = U_f - U_i \; \wedge \, U_i > U_f \; \Rightarrow \Delta U < 0\]
\[ Si \, \Delta U < 0 \; \Rightarrow \; Q - L_{sistema} < 0\]
\[ \therefore \; Q(+) < L_{sistema}(-)\]
Entonces la opción que cumple con esto es la tercera.

No hay comentarios:

Publicar un comentario