El Sapo Sabio

 

a)  ¿Cuál es la variación de entropía cuando se congelan 5 gramos de agua?

b)  ¿Cuál es la variación de entropía cuando se funden 5 gramos de hielo?

Hielo: L_F = 80 cal/g.

 

 

Solución:

a)  Durante la congelación la temperatura del agua permanece constante (273 K).

ΔS = Q/T = m L_c/T

La entropía del agua ha disminuido (aumenta el orden, ya que las moléculas de agua en estado sólido se encuentran más ordenadas que en estado líquido).

Las 400 calorías que pierde el agua al congelarse las toma el entorno que deberá estar a menos de 273 K (si no fuera así no se congelaría el agua). La variación de entropía del entorno será:

La entropía del entorno ha aumentado más de lo que ha disminuido la entropía del agua.

Total: la entropía del Universo ha aumentado.

b)  Durante la fusión la temperatura del hielo permanece constante (273 K)

ΔS = Q/T = m L_F/T

La del hielo ha aumentado (ocurre lo contrario que en el apartado anterior)

Las 400 calorías que gana el hielo al fundirse las toma del entorno que deberá estar a más de 273 K (si no fuera así no se fundiría el hielo). La variación de entropía del entorno será:

La entropía del entorno ha disminuido menos de lo que ha aumentado la entropía del hielo.

Total: la entropía del Universo ha aumentado.