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   NO ME SALEN
   (APUNTES TEÓRICOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   EVOLUCIONES REVERSIBLES DE GASES IDEALES - ENTROPIA

 

nomesalen

 

Variaciones de entropía en evoluciones reversibles de gases ideales

El segundo principio de la termodinámica nos asegura que cualquier transformación que ocurra en el universo, ocurre de forma tal que la entropía total habrá aumentado. Lo dicho suele resumirse escribiendo:

ΔSU > 0

La consecuencia inmediata de esto es que NADA puede volver para atrás. Lo que pasó, pasó. Todos los procesos del universo son irreversibles si considerás el proceso en su totalidad.

Sin embargo, es muy útil a los fines prácticos tener presente el límite preciso de esta afirmación: que la entropía del universo no varíe. No porque esperemos que haya algún proceso que ocurra de ese modo, sino porque esa situación límite nos marca propiedades interesantes del propio universo. Un proceso (hipotético) que estuviese ocurriendo con esas propiedades extremas, sería reversible.

Por último: siempre hay que tener presente que es imposible que un proceso ocurra y que por su causa la entropía del universo disminuya... mejor esperarlo sentado.

Te resumo:

ΔSu > 0        transformación irreversible (real)

ΔSu = 0        transformación reversible (ideal)

ΔSu < 0        transformación imposible (ciencia ficción)

Entre las propiedades interesantes que se pueden estudiar de esa situación límite, se encuentran las evoluciones de los gases ideales. Para calcular las variaciones de entropía en algunas evoluciones típicas podés usar las fórmulas de la tabla siguiente. Tené presente que representan la variación de entropía del gas, ΔSG, no la del universo. En todo proceso, la variación de entropía del universo será igual a la suma de la variación de tu gas -o tu sistema- más la variación de entropía del medio, ΔSM.

ΔSU = ΔSG + ΔSM
 
 
  isobárica isocórica isotérmica adiabática ciclo cualquiera
ΔS
cp n ln   TF  
T0

cp n ln   VF  
V0
cv n ln   TF  
T0

cv n ln   PF  
P0
n R ln   VF  
V0

n R ln   P0  
PF
0 0 unir los estados inicial y final por cualquier camino conocido
Donde cv y cp, son el calor específico molar a volumen constante
y el calor específico molar a presión constante, respectivamente;
para gases ideales monoatómicos cv = 1,5 R y cp = 2,5 R,
y para diatómicos cv = 2,5 R y cp = 3,5 R.
R es la constante de los gases ideales, su valor podés encontrarlo acá.

Sin muchos detalles, los lineamientos básicos para encontrar las expresiones de la tabla son los siguientes:

  • la definición de variación de entropía: es la suma total de todos los cachitos de calor intercambiados, divididos -cada uno- por la temperatura absoluta a la que se realizó ese intercambio... durante una evolución reversible.


    De modo que la variación de entropía entre dos estados se debe calcular considerando una transformación reversible, sin importar cómo evolucionó en realidad del estado inicial al final.
  • los calores se establecen con el mismo criterio que en calorimetría;
  • para los gases ideales se cumple que:

Que te aproveche.

 

 

  

NOTA: No uses esta página como machete. Caca.

 
     
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente; se prohibe expresamente su comercialización de cualquier forma. Agradezco a Marcelo Antún por su aviso sobre un error en una fórmula. Última actualización nov-07. Buenos Aires, Argentina.