Ver el código de «Problemas del segundo principio de la termodinámica (GIE)»

==Cálculo de eficiencias máximas==
Calcule el rendimiento máximo que puede tener una máquina térmica que funcione entre
# 0&deg;C y 100&deg;C.
# 100&deg;C y 200&deg;C.
# 27&deg;C y 1200&thinsp;K.

[[Cálculo de eficiencias máximas|Solución]]

==Máximos coeficientes de desempeño==
Halle el coeficiente de desempeño máximo que pueden tener un refrigerador que funcione entre
<ol start="1">
<li>4&#8451; y 25&#8451;.</li>
<li>0&#8451; y 100&#8451;.</li>
</ol>
Calcule igualmente los valores máximos del coeficiente de desempeño para una bomba de calor que funcione entre las temperaturas de los dos apartados anteriores.

[[Máximos coeficientes de desempeño|Solución]]

==Asociación de dos máquinas térmicas reversibles==
Se tiene una máquina de Carnot que opera entre 1500&thinsp;K y 600&thinsp;K recibiendo un flujo de calor <math>\dot{Q}_\mathrm{in}=960\,\mathrm{W}</math>. El calor que sale de ella no se desperdicia sino que se usa para alimentar una segunda máquina de Carnot que opera entre 600&thinsp;K y 300&thinsp;K. Halle el rendimiento del conjunto, el calor que sale del sistema y el trabajo total que realiza en la unidad de tiempo. 

[[Asociación de dos máquinas térmicas reversibles|Solución]]

==Asociación de dos máquinas irreversibles==
Supongamos que, en el problema &ldquo;[[Asociación de dos máquinas térmicas reversibles]]&rdquo;, en lugar de tratarse de máquinas de Carnot se trata de máquinas reales que tienen un rendimiento del 50 % del máximo posible. 

¿Cuál sería en ese caso el rendimiento de la asociación, el calor desechado y el trabajo total realizado? ¿Cuánto vale el trabajo perdido por la asociación?

[[Asociación de dos máquinas irreversibles|Solución]]

==Rendimiento de una asociación en serie==
Generalizando el problema &ldquo;[[Asociación de dos máquinas irreversibles]]&rdquo;, si se colocan en serie dos máquinas térmicas de rendimientos <math>\eta_1</math> y <math>\eta_2</math>, operando la primera entre <math>T_C</math> y <math>T_M</math> y la segunda entre <math>T_M</math> y <math>T_F</math>, ¿Cuál es el rendimiento de la asociación? ¿Cuál es el valor máximo de este rendimiento?

[[Rendimiento de una asociación en serie|Solución]]

==Teorema de Carnot para un refrigerador==
Demuestre el teorema de Carnot para un refrigerador, esto es, pruebe que el coeficiente de desempeño de un refrigerador es siempre menor o igual que el de un refrigerador reversible que opere entre las temperaturas extremas del ciclo.

[[Teorema de Carnot para un refrigerador|Solución]]

==Posible máquina térmica==
Un inventor mantiene que ha desarrollado una máquina térmica que recibe 700&hairsp;kJ de calor desde un foco térmico a 500&hairsp;K y produce 300&hairsp;kJ de trabajo neto transfiriendo el calor sobrante a un foco térmico a 290&hairsp;K. ¿Es razonable? 

[[Posible máquina térmica|Solución]]

==Posible refrigerador==
Un inventor presenta un refrigerador que, asegura, mantiene el contenido refrigerado a 2℃ mientras el ambiente se encuentra a 24℃, siendo su potencia de 12000 frigorías (una frigoría equivale a 1&thinsp;kcal/h de calor extraído) con un consumo de 1000&thinsp;W. ¿Le hacemos caso?

[[Posible refrigerador|Solución]]

==Trabajo perdido por un refrigerador==
En un sistema de aire acondicionado en el que la temperatura exterior es <math>T_\mathrm{ext}</math> y el de la habitación es <math>T_\mathrm{int}</math>, siendo el coeficiente de desempeño <math>\mathrm{COP}_\mathrm{R}</math> y ''Q'' el calor que fluye a través de la ventana, 
 	 
# Calcule el trabajo perdido en la ventana, en el aparato de aire acondicionado y el total.
# ¿Cómo cambian los resultados si la temperatura interior es mayor que la exterior y el aparato funciona como una bomba de calor?
# Calcule los valores numéricos para el apartado (1) si <math>T_\mathrm{int}=22\,^\circ\mathrm{C}</math>, <math>T_\mathrm{ext}=37\,^\circ\mathrm{C}</math>, <math>\mathrm{COP}_\mathrm{R}=3</math> y <math>Q=6\,\mathrm{MJ}</math>, y para el apartado (2) si <math>T_\mathrm{ext}=7\,^\circ\mathrm{C}</math> y el resto de las variables no cambia.

[[Trabajo perdido por un refrigerador|Solución]]

==Trabajo perdido en intercambio térmico==
Se tienen dos recipientes adiabáticos conteniendo 1.0&thinsp;kg de agua cada uno, a 27&deg;C y 90&deg;C respectivamente. Se ponen en contacto a través de una pared diaterma. Halle: 
# La temperatura final del agua. 
# La cantidad de calor transferida. 
# La variación de entropía en el proceso. 
Suponga ahora que el contacto térmico no se hace directamente sino a través de una máquina térmica reversible que usa los recipientes como foco caliente y foco frío. Teniendo en cuenta que todos los procesos son reversibles 
<ol start="4">
<li>Halle la temperatura final del agua </li>
<li>Calcule el calor cedido por el agua caliente y el absorbido por el agua fría</li>
<li>Determine el trabajo que se puede extraer del sistema.</li>
</ol>
[[Trabajo perdido en intercambio térmico|Solución]]

==Cálculo de entropía en mezcla de agua==
Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo en los casos siguientes: 
# Se vierte un litro de agua a 20&thinsp;℃ en una piscina a 80&thinsp;℃. 
# Se vierte un litro de agua a 80&thinsp;℃ en una piscina a 20&thinsp;℃.
# Se ponen en contacto, dentro de un recipiente de paredes adiabáticas, 1&thinsp;L de agua a 20&thinsp;℃ y 1&thinsp;L de agua a 80&thinsp;℃, siendo la temperatura exterior 30&thinsp;℃.
# Se ponen en contacto, dentro de un recipiente de paredes diatermas, 1L de agua a 20&thinsp;℃ y 1L de agua a 80&thinsp;℃, siendo la temperatura exterior 30&thinsp;℃.

[[Cálculo de entropía en mezcla de agua|Solución]]

==Cálculo de entropía en compresión de gas==
Calcule la variación de entropía del sistema, del entorno y del universo para los procesos descritos en el problema &ldquo;[[Trabajo en una compresión por un peso]]&rdquo;.

[[Cálculo de entropía en compresión de gas|Solución]]

==Cálculo de entropía en fusión de hielo==
Calcule la variación de entropía del sistema, del entorno y del universo para los procesos descritos en el problema  &ldquo;[[Mezcla de agua y hielo]]&rdquo;.

[[Cálculo de entropía en fusión de hielo|Solución]]