Deber de Termodinmica de Materiales N 2Captulo 3(Robert De Hoff)Nombre: Nstor UlloaProblema 3.1. Las leyes de la termodinmica son "omnipresente". Explique en detalle el significado de esta importante declaracin.Las leyes de la termodinmica son omnipresentes porque se aplican a cada elemento de volumen de cada sistema en cada instante en el tiempo. A saber, la termodinmica proporciona la base para organizar la informacin sobre cmo se comporta la materia en el espacio.

Otra forma de verlo es que las leyes se aplican a cada parte del volumen de un sistema que experimenta cambios as como tambin al sistema macroscpico como un todo.Problema 3.3. Enumerar los tipos de conversiones de energa que intervienen en el funcionamiento de una calculadora de mano. La energa interna (calor) que produce el sistema electrnico y, La energa o el calor producido por los alrededores y se transfiere a una calculadora de mano.

Problema 3.5. Supongamos que la convencin se aprob que define W y W en la primera ley de la termodinmica puede ser "el trabajo realizado sobre el sistema por el entorno."a. Escriba la primera ley con esta convencin alternativa.b. Por qu cambian los signos? Los signos cambiaran porque se trata el trabajo hecho sobre el sistema por los alrededores se considera positivo. Y el trabajo hecho por los alrededores sobre el sistema negativo.Problema 3.7. Los sistemas biolgicos - orgnulos, rganos, plantas y animales -son muy ordenada, pero forman espontneamente. La formacin y el crecimiento de los sistemas biolgicos violan la segunda ley de la termodinmica? Explique su respuesta.La segunda ley de la Termodinmica dice que existe una propiedad del universo, llamada entropa, la cual siempre cambia en la misma direccin, sin importar el proceso que se lleve a cabo.Los sistemas biolgicos no violan la segunda ley porque existen dos tipos de entropa, una es la que se transfiere a travs de los lmites del sistema durante el proceso o cambio y la otra es la que se produce en el interior del sistema, en el caso de los sistemas biolgicos que son altamente ordenados a medida que crecen espontneamente aumenta su energa interna y por ende su entropa interna.Problema 3.9. Contrastar las magnitudes relativas de la transferencia de entropa versus produccin de entropa en los siguientes procesos:a. Un contenedor con aislamiento trmico tiene dos compartimentos de igual tamao.Inicialmente un lado se llena con un gas y el otro se evacua. Se abre una vlvula y el gas se expande para llenar los dos compartimentos.b. Un gas contenido en un cilindro de acero se expande lentamente al doble de su volumen.La entropa que se produce en procesos que se llevan a cabo muy lentamente en condiciones tales que no son removidos muy lejos de su equilibrio, es siempre menor. En el caso ms limitante, un cambio que sucede infinitamente lento, experimenta cero entropas de produccin (cambios reversibles). El cambio de entropa que se experimenta en estos procesos por un sistema, es debido enteramente a la transferencia de entropa a travs de los lmites del sistema.Dicho esto en el segundo caso se habla de una entropa de produccin menor que el primer caso. Y por ende habr una entropa debido a la transferencia a travs de los lmites del sistema mayor que en el primer caso.Problema 3.11. Se ver en el captulo 4 que el cambio en la entropa A5 asociado con el proceso A en el problema 3.8 es 4.60 (J / mol K) y que los estados inicial y final sern a la misma temperatura. Aplicacin de la ecuacin 3.10 sugiere que el calor absorbido por el sistema durante este proceso es:

Sin embargo, la descripcin del sistema dice que est aislado de su entorno de manera que Q = 0. Explica esta aparente contradiccin.El valor de 1,370 J / mol est relacionada con el calor absorbido por el sistema donde T es la temperatura absoluta. Si el sistema est aislado de su entorno, a continuacin, el calor no fluye en el sistema, el calor cero, por lo tanto no existe ninguna contradiccin.Problema 3.13. La nocin de un proceso "reversible" es una ficcin en el mundo real.Qu concepto, que a primera vista parecera ser slo de inters acadmico, tan til en la aplicacin de la termodinmica al mundo real los procesos "irreversibles"?A primera vista, el clculo de las variables del proceso, el calor absorbido y el trabajo realizado sobre el sistema es relativamente fcil para los procesos reversibles, principalmente debido a que cada estado intermedio es descrito por slo unos pocos nmeros. En contraste, el clculo de estas variables de proceso para procesos irreversibles es extremadamente complicado porque la descripcin de la evolucin del sistema requiere la especificacin de la variacin con el tiempo de la variacin de posicin dentro del volumen del sistema de las funciones de temperatura y presin, debido al proceso irreversible sufrir disipaciones que resultan en la produccin de entropa y por lo tanto un cambio permanente en el universo.Problema 3.15. Describir los tipos de observaciones experimentales que han sido invocadas para apoyar la hiptesis de que la entropa de todas las sustancias es el mismo en el cero absoluto.En el ltimo centenar de aos los cientficos han estudiado el comportamiento de la materia a bajas temperaturas, estableciendo que existe un lmite de temperatura baja que la materia puede alcanzar, y lo llamaron cero absoluto. Esta equivale a -273,15 grados centgrados.Los mismos estudios criognicos exploraron los aspectos de la materia entre el cero absoluto y la temperatura ambiente. Para ilustrar como se alcanz al principio de que todas las substancias tienen la misma entropa al cero absoluto, se estudi un proceso cclico que consista de un mol de Si y uno de C, inicialmente a cero absolutos, calentados hasta 1500k. La entropa para este caso se puede calcular de las capacidades calorficas del Si y C. El Si y C reaccionan para formar el SiC. La entropa cambia para la reaccin II y puede ser experimentalmente determinada midiendo el calor absorbido en un calormetro. El compuesto SiC, se enfra al cero absoluto y el cambio de entropa en el proceso III puede medirse con la capacidad calorfica del compuesto SiC. Que por supuesto es distinta a la de Si y C. L diferencia entre las entropas del compuesto SiC y el Si y C puros, que sera caracterstico de la reaccin IX, si pudiera computarse recordando que la entropa es una funcin de estado, por lo que el sistema vuelve a su estado original el proceso total es un ciclo. Y la entropa como funcin de estado en un ciclo debe ser cero.

Sin embargo los cambios individuales de entropa calculados en I, II y III, de mediciones experimentales se encuentra con cierto error que:

Entonces se concluye que el cambio de entropa del proceso IV es cero. Es decir la entropa del compuesto SiC, es la misma que la del Si y C puro a 0K.Esta experimentacin se repiti con varias substancias dando origen al enunciado inicial.