Variación de entropía por compresión

De Laplace

1 Enunciado

Considere un cilindro vertical de 20 cm de radio que contiene aire. El cilindro contiene un pistón que inicialmente está a 15 cm de altura. La temperatura del gas inicialmente es de 300 K, que también es la temperatura ambiente y la presión exterior es de 100 kPa.

Calcule la variación en la entropía del gas, del entorno y del universo en los cuatro siguientes procesos:

1. Se coloca bruscamente una pesa de 10 kg encima del émbolo y las paredes son diatermas.
2. Se colocan progresivamente 10 kg de arena, grano a grano y las paredes son diatermas.
3. Se coloca bruscamente una pesa de 10 kg encima del émbolo y las paredes son adiabáticas.
4. Se colocan progresivamente 10 kg de arena, grano a grano y las paredes son adiabáticas.

2 Compresión isoterma irreversible

3 Compresión isoterma reversible

4 Compresión adiabática irreversible

5 Compresión adiabática reversible

6 Comparación