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   NO ME SALEN
   (APUNTES TEÓRICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   CALOR Y TERMODINÁMICA

 

nomesalen

 
EM - Problema 19 - Indique cuál de las siguientes afirmaciones es la única verdadera:
    a) Es imposible transferir una cantidad determinada de calor de una fuente a cierta temperatura, a otra fuente a mayor temperatura.
    b) La entropía de un sistema nunca puede disminuir.
    c) Si un sistema puede volver a su estado inicial luego de una transformación entonces la transformación se llama reversible.
    d) Todos los procesos que se producen muy lentamente son procesos reversibles.
    e) Los procesos espontáneos son aquellos que se producen con un aumento de la entropía del universo.
    f) Cuando un sistema evoluciona en forma espontánea de un estado a otro disminuye su energía interna.
 

Sí... sí... Vos y cuántos más... Te las respondo de a una, para que tengas.

   
a) Es imposible transferir una cantidad determinada de calor de una fuente a cierta temperatura a otra fuente a mayor temperatura.
  ¿Qué tomaste, Fernet? Cómo me vas a decir eso... ¿No tenés heladera en tu casa? ¿Y qué es lo que hace la heladera todo el tiempo?... le saca calor a cuerpos a cierta temperatura, y se lo da a la cocina ¡que está hecha un horno! O sea... no me vengan con gilipolleces, que el dueño de Eslabón De Lujo se llenó de guita. Lo que te admito que digas es que eso que propone el enunciado no ocurre espontáneamente, por sí solo, por universus motus... Eso también lo sabe cualquiera: si la heladera no la enchufás, loco, mejor que te guste la cerveza caliente.
   
b) La entropía de un sistema nunca puede disminuir.
  ¡Pero qué imaginativos! La frase esa es típica de los adolescentes... pero es mentira. Si tu sistema es el cuarto donde dormís y un día... vaya uno a saber por qué... se te ocurre ordenarlo, entonces, le estás disminuyendo su entropía. Cuanto más ordenadito lo dejes menor es la entropía con la que queda el cuarto. Chiche. Ahora eso sí, seguro que llueve, pero no nos importa porque la calle está afuera del sistema. Nuestro sistema es tu cuarto y no te hagas el zonzo que te estoy hablando a vos. Quiero que lo ordenes lo más posible. Después, ok, todos lo saben, espontáneamente, y minuto a minuto irá desordenándose solo. Es cierto: eso te lo concedo. Es una ley universal: las cosas, espontáneamente suelen desordenarse. Pero no me vengas con que nunca se puede ordenar, porque eso es falso y nadie te lo cree.
   
c) Si un sistema puede volver a su estado inicial luego de una transformación entonces la transformación se llama reversible.
 

Esta proposición es tan absurda que me cuesta aceptar que estuviste por elegirla. Estado inicial: una pila de 20 cajas de zapatos vacías haciendo equilibrio una arriba de la otra. Transformación: viene tu hermano menor que no sabe hacer otra cosa que meterse donde no lo llaman y te voltea la pila. Lo reputeás, lo echás de la pieza y rearmás la pila. Estado final: la misma pila de antes... y te preocupaste por poner las cajas en el mismo orden. ¿A eso llamás reversible? ¿Quién te paga toda la mala sangre que te hiciste con el rompe de tu hermano? ¿Quién te repone el tiempo que le restaste al estudio de la biofísica? No seas botarate: ¡tu tiempo vale! Reversible es un término que los físicos reservan para aquellos sistemas que retornan a un estado anterior ¡¡¡sin necesidad de agregarle energía!!!

Distinto habría sido el caso si el enunciado hubiese dicho: un sistema puede volver solo, espontáneamente. En ese caso sí se trataría de una transformación reversible. pero no me pidas un ejemplo real, sería algo ideal.
   
d) Todos los procesos que se producen muy lentamente son procesos reversibles.
  Y quién te dijo que el nene tiene que armar sus líos rápidamente. Pamplinas.  Los arme como los arme serán irreversibles. Lo que sí es cierto es que los procesos reversibles (si ocurrieran) deberían ser procesos muuuy lentos, ya que deben pasar por infinitos estados, todos en equilibrio.
 
e) Los procesos espontáneos son aquellos que se producen con un aumento de la entropía del universo.
  Ahora nos estamos poniendo de acuerdo. Pero no mucho. Es como si vos dijeras: todos los gases ideales cumplen el primer principio de la termodinámica. Es verdadero, pero... ¿acaso los reales no lo cumplen también? Te la hago más fácil: todas las mujeres son mamíferos. Macanudo: verdadero. ¿Y los varones no? O sea, la proposición es verdadera, pero tramposa. Todos los procesos que ocurran en el universo, sean espontáneos o no espontáneos, ocurren de tal modo que se produce un aumento de la entropía del universo. ¿Qué pensás? ¿Lo hicieron a propósito? ¿Se les chispoteó? Parece ser que los padres de la termodinámica entienden por "espontáneos" algo diferente al resto de los mortales. De modo que vamos a perdonarles la ambigüedad del enunciado y como de todos modos era la correcta: violín en bolsa, y a otra cosa.
   
f) Cuando un sistema evoluciona en forma espontánea de un estado a otro disminuye su energía interna.
  Como ya tenemos la correcta, que es la anterior, esta es falsa porque confiamos un cien por ciento en la infalibilidad del Papa y de los autores de la guía. De todos modos busquemos al menos un contraejemplo, que tal vez eche luz sobre la falsedad de la afirmación. Imaginá una bolsa de arena cayendo desde el tercer piso. No cabe duda de que se trata de un proceso irreversible. Baja en forma espontánea y no porque alguien la empuje. Sin embargo, no disminuye su energía interna ni durante la caída ni durante el choque en el suelo. El proceso no está motorizado por su energía interna sino por su energía externa (en este caso su energía potencial gravitatoria). Para más datos: el que gana calor -y entropía- es el medio gracias a la fricción con el aire que produce la caída. La energía interna de la bolsa no cambió. Su entropía tampoco. La entropía total aumentó, lo cual refuerza la convicción de que el proceso era espontáneo.
   
 

Los que comprenden el segundo principio de la termodinámica nunca olvidan el Teorema de Ginsberg:

- Usted no puede ganar.
- Tampoco puede empatar.
- Ni siquiera puede abandonar el juego.

  
 
   

Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. No me salen es la única recopilación de ejercicios resueltos producido con normas internacionales de calidad y asepsia. Última actualización nov-07. Buenos Aires, Argentina.