Problemas resueltos
1. Calcular la eficiencia de una máquina de vapor, cuya caldera trabaja a 100 ºC y su condensador a 30 ºC, expresando el resultado en porciento.
Solución:
T1=100+273=373 K
T2=30+273=303 K

2. ¿Cuál es la variación de entropía si la temperatura de 1 mol de gas ideal aumenta de 100 ºK a 300 ºK, Cv = (3/2)R.
a) Si el volumen es constante.
b) Si la presión es constante.
c) ¿Cuál sería la variación de la entropía si se utilizan tres moles en vez de uno.
Solución:
a) T1=100 K, T2=300 K, Cv=3cal/mol K, n=1mol.
S=nCvln(T2/T1)=(1mol)(3cal/molK)ln(300/100)=3.3 cal/K
b) S=nCpln(T2/T1)=(1mol)(5cal/molK)ln(300/100)=5.49 u.e.
c) A volumen constante 3(3.3)=9.9 u.e. A presión constante: 3(5.49)=16.47 u.e. …ver más…

8. Un mol de gas ideal se expande adiabática y reversiblemente: estado inicial 300 K, 1 atm; estado final: 0.5 atm. Calcular T2, Q, E, W y S. Cv = 3 cal/molK. Resp. T2= 227.4 K, Q=0, E=-216.5 cal/mol, W=216.5 cal/mol, S=0.
9. El siguiente diagrama representa un ciclo de Carnot para un gas ideal:

a) Calcule la eficiencia del motor. Resp. =25%.
b) ¿Cuánto calor absorbe a 400K? Resp. Q1=3200 J
c) ¿Qué cantidad de calor expele a 300K? Resp. Q2=-2400 J.
d) ¿Cuál es el cambio de entropía en la etapa A – B? Resp. S= 8 u.e.
e) ¿Cuál es el cambio de entropía del ciclo? Resp. S=0.
f) Si se necesita que el motor realice un trabajo de 2 kcal ¿Cuánto calor debe absorber?
Resp. Q2=8000