Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica

Calcular el aumento de la entropía específica del agua cuando se la calienta a la presión atmosférica constante desde -18 oC donde se encuentra en forma de hielo, hasta 150 oC, donde se encuentra en forma de vapor sobrecalentado. Datos: calor específico del hielo: 0.5 cal/goC; calor específico del agua: 1.0 cal/goC; calor específico del vapor: 0.47 cal/goC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 540 cal/g.

DS=2.1461 cal/goC

Como no nos dan la masa, determinaremos la variación de entropía por unidad de masa (que es justamente la entropía específica). Vamos a ir determinando la variación de entropía asociada a cada cambio de estado. En primer lugar tendremos que el hielo debe calentarse desde -18ºC hasta 0ºC luego:



A continuación el hielo debe fundir luego:



Después el agua ya fundido se calienta hasta 100ºC=373 K:



Seguidamente, esta agua se vaporiza:



y por último el vapor de agua debe calentarse hasta 150ºC=423 K:



La variación de entropía es entonces:


D
S=D
S1+D
S2+D
S3+D
S4+D
S5=0.0341+0.293+0.312+1.448+0.059=2.1461 cal/gºC


D
S=2.1461 cal/gºC

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