Exercici 5 · Química Física I UB Juny 2019

Exercici 5 (8 punts). Balanç energètic i espontaneïtat d'una màquina tèrmica

Una màquina tèrmica cíclica rep energia en forma de calor ($Q_c$) d'una font calenta a $1000\text{ K}$ i desprèn calor ($Q_f$) cap a una font freda a $300\text{ K}$, efectuant un treball net ($W$). Raoneu per a cadascun dels supòsits si el funcionament de la màquina és possible; en cas afirmatiu, distingiu si correspon a un procés reversible o irreversible, i en cas negatiu, indiqueu el principi o llei física que ho impedeix:

a.

$Q_c = 500\text{ kJ}$; $Q_f = -100\text{ kJ}$ (sense especificar treball previ).

b.

$Q_c = 500\text{ kJ}$; $Q_f = -200\text{ kJ}$; $W = -250\text{ kJ}$.

c.

$Q_f = -150\text{ kJ}$; $W = -350\text{ kJ}$ (assumint cicle amb calor restant procedent de la font calenta).

d.

$Q_c = 500\text{ kJ}$; $Q_f = -200\text{ kJ}$ (amb treball implícit segons el primer principi).