Segunda Ley de la Termodinámica: Entropía y Máquinas Térmicas

Question 1

¿Cuál es el enunciado fundamental de la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado aumenta en procesos espontáneos.

Answer

La entropía del universo se mantiene constante en todos los procesos.

Answer

Los procesos exotérmicos siempre reducen la entropía del entorno.

Answer

Las máquinas térmicas pueden alcanzar una eficiencia del 100%.

Question 2

Según la Segunda Ley de la Termodinámica, la entropía de un sistema aislado tiende a:

Accepted Answer

Aumentar hasta alcanzar un valor máximo.

Answer

Disminuir hasta alcanzar un valor mínimo.

Answer

Mantenerse constante.

Answer

Variar aleatoriamente.

Question 3

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la entropía es FALSA?

Accepted Answer

Puede crearse o destruirse.

Answer

Es una magnitud termodinámica que describe el desorden de un sistema.

Answer

Es una propiedad aditiva para sistemas compuestos.

Answer

Aumenta en los procesos irreversibles.

Question 4

En un proceso adiabático:

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno.

Answer

No hay intercambio de trabajo con el entorno.

Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

La entropía siempre aumenta.

Question 5

¿Qué término describe una medida del desorden o aleatoriedad dentro de un sistema?

Accepted Answer

Entropía

Answer

Energía térmica

Answer

Capacidad de trabajo

Answer

Temperatura

Question 6

Un motor térmico es un dispositivo diseñado para:

Accepted Answer

Convertir calor en trabajo útil

Answer

Convertir trabajo en calor

Answer

Generar electricidad únicamente

Answer

No realizar transformaciones de energía

Question 7

¿Qué factor determina principalmente la dirección espontánea de una reacción química?

Accepted Answer

Energía libre de Gibbs

Answer

Entalpía de reacción

Answer

Entropía de reacción

Answer

Temperatura de reacción

Question 8

Identifique el proceso que NO contribuye a un aumento de la entropía del universo:

Accepted Answer

Formación de cristales de sal a partir de una solución

Answer

Disolución de azúcar en agua

Answer

Quema de un trozo de papel

Answer

Evaporación de agua

Question 9

El tipo de máquina térmica que podría convertir todo el calor de entrada en trabajo útil es:

Accepted Answer

Motor de ciclo Carnot

Answer

Motor de combustión interna

Answer

Turbina de vapor

Answer

Motor Stirling

Question 10

La Segunda Ley de la Termodinámica implica que:

Accepted Answer

El universo se está volviendo más desordenado con el tiempo.

Answer

El universo se está volviendo más ordenado con el tiempo.

Answer

La entropía total del universo se mantiene constante con el tiempo.

Answer

La entropía solo puede aumentar en sistemas cerrados.

Question 11

La Segunda Ley de la Termodinámica establece que:

Accepted Answer

La entropía total del universo siempre aumenta.

Answer

La entropía total del sistema aislado siempre disminuye.

Answer

La entropía total del entorno siempre permanece constante.

Answer

Solo es aplicable a sistemas abiertos.

Question 12

¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de un proceso isentrópico?

Accepted Answer

Expansión adiabática reversible de un gas.

Answer

Expansión de un gas en un cilindro con fricción.

Answer

Compresión de un gas en un cilindro con fricción.

Answer

Combustión de un trozo de madera.

Question 13

La entropía de un sistema abierto:

Accepted Answer

Puede aumentar o disminuir dependiendo del proceso.

Answer

Nunca puede aumentar.

Answer

Puede aumentar solo si el proceso es irreversible.

Answer

Siempre permanece constante.

Question 14

¿Qué tipo de máquina térmica es ideal, es decir, tiene la mayor eficiencia posible?

Accepted Answer

Máquina de Carnot

Answer

Máquina de vapor

Answer

Turbina de gas

Answer

Motor diésel

Question 15

¿Cuáles de los siguientes factores NO influyen en la eficiencia de una máquina térmica?

Accepted Answer

El volumen del sistema.

Answer

La naturaleza del fluido de trabajo.

Answer

La temperatura de la fuente fría.

Answer

La temperatura de la fuente caliente.

Question 16

Un sistema con un calor específico de 420 J/(kg K) y una masa de 3 kg absorbe 840 J de calor. ¿Cuál es su variación de temperatura?

Accepted Answer

2 K

Answer

1 K

Answer

4 K

Answer

6 K

Question 17

¿Qué cambio de fase se produce cuando una sustancia pasa directamente del estado líquido al estado gaseoso?

Accepted Answer

Sublimación

Answer

Fusión

Answer

Vaporización

Answer

Condensación

Question 18

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el calor latente es correcta?

Accepted Answer

Es la energía necesaria para cambiar el estado físico de una sustancia.

Answer

Es la energía necesaria para cambiar la temperatura de una sustancia.

Answer

Depende del volumen de la sustancia.

Answer

Es una propiedad extensiva.

Question 19

¿Qué tipo de reacción química absorbe calor?

Accepted Answer

Una reacción endotérmica

Answer

Una reacción exotérmica

Answer

Una reacción de neutralización

Answer

Una reacción de combustión

Question 20

De acuerdo con la Segunda Ley de la Termodinámica, ¿qué sucede con la entropía de un sistema aislado?

Accepted Answer

Siempre aumenta o permanece constante.

Answer

Siempre disminuye.

Answer

Siempre aumenta.

Answer

Siempre permanece constante.

Question 21

Un proceso espontáneo se caracteriza por:

Accepted Answer

Aumento de la entropía del sistema.

Answer

Disminución de la entropía del sistema.

Answer

Entropía del sistema constante.

Answer

Cambio negativo de la entropía del universo.

Question 22

El cambio de entalpía para un proceso a presión constante corresponde a:

Accepted Answer

Calor intercambiado con el entorno

Answer

Trabajo realizado por el sistema

Answer

Energía interna del sistema

Answer

Entropía del sistema

Question 23

Una reacción endotérmica se caracteriza por:

Accepted Answer

Absorción de calor del entorno

Answer

Liberación de calor al entorno

Answer

No hay cambio de calor

Answer

Aumento de la temperatura

Question 24

Un factor que NO afecta la constante de equilibrio de una reacción es:

Accepted Answer

Volumen del recipiente de reacción

Answer

Temperatura

Answer

Presión

Answer

Concentración de reactivos

Question 25

En una reacción redox, el agente oxidante:

Accepted Answer

Pierde electrones y se oxida.

Answer

Gana electrones y se reduce.

Answer

No cambia su estado de oxidación.

Answer

Cataliza la reacción.

Question 26

¿Cuál es el enunciado de la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

Es imposible construir una máquina térmica que convierta todo el calor en trabajo.

Answer

La entropía de un sistema aislado disminuye con el tiempo.

Answer

El calor fluye espontáneamente de cuerpos fríos a cuerpos calientes.

Answer

La entropía del universo permanece constante.

Question 27

¿Cómo se comporta la entropía de un sistema en equilibrio?

Accepted Answer

Es constante

Answer

Es máxima

Answer

Es mínima

Answer

Es cero

Question 28

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con precisión la entropía?

Accepted Answer

El nivel de desorden o aleatoriedad dentro de un sistema

Answer

La cantidad de calor que contiene un sistema

Answer

La cantidad de energía utilizable disponible en un sistema

Answer

La temperatura absoluta de un sistema

Question 29

Según la Segunda Ley de la Termodinámica, ¿qué sucede con la entropía de un sistema aislado que experimenta un proceso espontáneo?

Accepted Answer

Aumenta

Answer

Permanece constante

Answer

Disminuye

Answer

No se puede determinar

Question 30

En un sistema aislado que sufre un proceso isotérmico, ¿qué ocurre con su entropía?

Accepted Answer

Permanece constante

Answer

Aumenta

Answer

Disminuye

Answer

No se puede determinar

Question 31

¿Cómo se relaciona la entropía con la dirección de los procesos espontáneos?

Accepted Answer

Los procesos espontáneos implican un aumento de entropía

Answer

Los procesos no espontáneos implican una disminución de entropía

Answer

La entropía no influye en la dirección de los procesos

Answer

Las afirmaciones anteriores son incorrectas

Question 32

El propósito principal de un refrigerador es:

Accepted Answer

Transferir calor de un depósito caliente a uno frío

Answer

Transferir calor de un depósito frío a uno caliente

Answer

Aumentar la entropía del entorno

Answer

Disminuir la entropía del entorno

Question 33

En una máquina térmica, ¿qué tipo de energía se convierte en trabajo?

Accepted Answer

Energía térmica

Answer

Energía eléctrica

Answer

Energía potencial

Answer

Energía cinética

Question 34

De las siguientes afirmaciones sobre la entropía, ¿cuál es correcta?

Accepted Answer

Es una cantidad aditiva que puede sumarse para sistemas compuestos.

Answer

Es una cantidad negativa que indica el grado de orden en un sistema.

Answer

Es una cantidad vectorial que tiene dirección y magnitud.

Answer

No puede ser creada ni destruida, solo puede transferirse entre sistemas.

Question 35

¿Qué tipo de proceso implica un aumento de la entropía?

Accepted Answer

Mezclar dos gases diferentes en un recipiente

Answer

Enfriar un líquido a temperaturas bajo cero

Answer

Cristalizar una sustancia líquida

Answer

Realizar un trabajo mecánico sobre un sistema

Question 36

¿Qué establece el teorema de Carnot?

Accepted Answer

La eficiencia máxima de cualquier máquina térmica reversible que opere entre dos depósitos de calor es la misma.

Answer

La eficiencia de una máquina térmica es proporcional a la diferencia de temperatura entre los depósitos de calor.

Answer

La entropía total de un sistema cerrado nunca puede disminuir.

Answer

El calor no puede transferirse espontáneamente de un objeto frío a uno caliente.

Question 37

¿Cuál de las siguientes aplicaciones NO se basa en los principios de la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

Paneles solares fotovoltaicos

Answer

Refrigeradores

Answer

Motores de combustión interna

Answer

Centrales eléctricas nucleares

Question 38

¿Qué magnitud mide la eficiencia de una máquina térmica?

Accepted Answer

Trabajo útil / Calor absorbido

Answer

Calor absorbido / Trabajo útil

Answer

Trabajo realizado / Calor cedido

Answer

Calor cedido / Trabajo realizado

Question 39

Un proceso termodinámico espontáneo se caracteriza por:

Accepted Answer

Un aumento de la entropía del sistema.

Answer

Un cambio impredecible en la entropía del sistema.

Answer

Una disminución de la entropía del sistema.

Answer

Una entropía constante del sistema.

Question 40

En un sistema aislado de volumen variable:

Accepted Answer

La entropía aumenta incluso si no hay cambios de temperatura.

Answer

La entropía solo aumenta si hay cambios de temperatura.

Answer

La entropía solo aumenta si hay trabajo realizado.

Answer

La entropía permanece constante.

Question 41

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es una consecuencia del principio de aumento de la entropía?

Accepted Answer

Es imposible construir una máquina que convierta toda la energía térmica en trabajo útil.

Answer

La temperatura de un sistema aislado aumenta con el tiempo.

Answer

La energía se crea constantemente en el universo.

Question 42

Un proceso que implica un cambio en la entropía del sistema pero no del entorno se denomina:

Accepted Answer

Adiabático.

Answer

Isotérmico.

Answer

Isobárico.

Answer

Isovolumétrico.

Question 43

¿En qué unidades se expresa la entropía?

Accepted Answer

Joules por kelvin (J/K)

Answer

Entropía por unidad de masa (J/kg)

Answer

Kilojulios por mol (kJ/mol)

Answer

Calorías por grado Celsius (cal/°C)

Question 44

Un proceso exotérmico es aquel que:

Accepted Answer

Libera calor al entorno.

Answer

No implica ningún cambio de calor.

Answer

Absorbe calor del entorno.

Question 45

Según la Segunda Ley de la Termodinámica, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?

Accepted Answer

La entropía del universo siempre aumenta en los procesos irreversibles.

Answer

La entropía del entorno siempre disminuye en los procesos irreversibles.

Answer

La entropía del sistema siempre aumenta en los procesos reversibles.

Question 46

¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es cierta sobre la entropía?

Accepted Answer

La entropía es una propiedad que depende del camino.

Answer

La entropía es una cantidad aditiva.

Answer

La entropía es una medida del desorden.

Question 47

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la relación entre la temperatura y la entropía en un sistema?

Accepted Answer

En general, a mayor temperatura, mayor entropía.

Answer

La temperatura y la entropía no están relacionadas.

Answer

A menor temperatura, mayor entropía.

Question 48

Un sistema en equilibrio térmico con su entorno:

Accepted Answer

No experimenta ningún cambio neto de entropía.

Answer

Experimenta un aumento de entropía.

Answer

Experimenta una disminución de entropía.

Question 49

¿Cuál de las siguientes afirmaciones define correctamente la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta o permanece constante.

Answer

El calor siempre fluye de un cuerpo caliente a uno frío.

Answer

La energía total de un sistema aislado permanece constante.

Answer

Es imposible convertir completamente el calor en trabajo.

Question 50

Un proceso irreversible en un sistema termodinámico siempre provoca:

Accepted Answer

Un aumento en la entropía del sistema.

Answer

Una disminución en la entropía del sistema.

Answer

Que la entropía del sistema permanezca constante.

Answer

Que la entropía del sistema cambie, pero sin una dirección definida.

Question 51

¿Cuál de los siguientes procesos es irreversible?

Accepted Answer

La mezcla de dos gases distintos en un recipiente.

Answer

El movimiento de un péndulo sin fricción en el vacío.

Answer

La expansión adiabática reversible de un gas ideal.

Answer

La fusión de hielo a presión constante.

Question 52

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA sobre la entropía?

Accepted Answer

La entropía es una medida de la energía interna de un sistema.

Answer

La entropía se puede expresar en unidades de J/K.

Answer

La entropía es una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema.

Answer

La entropía siempre aumenta en un proceso irreversible.

Question 53

Un refrigerador funciona transfiriendo calor de un compartimento frío a uno caliente. ¿Qué principio termodinámico explica este proceso?

Accepted Answer

La Segunda Ley de la Termodinámica.

Answer

La Primera Ley de la Termodinámica.

Answer

La Ley Cero de la Termodinámica.

Answer

La Ley de Hess.

Question 54

Se mezclan dos gases ideales a diferentes temperaturas en un recipiente aislado. ¿Qué sucede con la entropía del sistema?

Accepted Answer

Aumenta.

Answer

Permanece constante.

Answer

No se puede determinar sin más información.

Answer

Disminuye.