Question

Dos recipientes rígidos de igual volumen contienen cada uno 5 moles de un gas
monoatómico ideal a diferente temperatura T1=400K y T2=600K. Se ponen en contacto
térmico y llegan a una temperatura final de equilibrio TF. Calculando el cambio de entropía del universo diga si el proceso es reversible o no.

Nota: ΔS=0 implica procesos reversibles.

Answer 1

El proceso es irreversible, porque la variación de entropía es mayor que cero, ΔSu >0 .        

En el sistema se supone ideal, la variación de entropía del sistema es igual a cero, porque el mismo calor que cede el foco caliente es el mismo calor que absorbe el foco frió. La entropía del universo es la suma de las variaciones del sistema y de los alrededores(ambiente). Se cumple la siguiente ecuación :

 

  ΔSu = ΔS siste +ΔS amb    donde ΔS  siste =0

   ΔSu = ΔS amb

   ΔS u = - I Q2/T2 I +  I Q1/T1 I

   ΔSu =  - ( 5M* Ce* (Tf-T2)/T2  +  5M*Ce*(Tf -T1)/T1   donde M es la masa molecular del gas

  ΔSu =  5M*Ce*Tf*( 1/T1 -1/T2)  >0    El proceso es irreversible .