Segundo Principio de la Termodinámica: Entropía y Espontaneidad

Question 1

Determinar la entropía de mezcla de 2 moles de un gas ideal A con 3 moles de un gas ideal B. Ambos gases son ideales y se encuentran inicialmente a la misma temperatura y presión.

Accepted Answer

R * (5 * ln(5) - 2 * ln(2) - 3 * ln(3))

Answer

R * (2 * ln(2) + 3 * ln(3))

Answer

R * (5 * ln(5) - 2 * ln(3) - 3 * ln(2))

Answer

R * (2 * ln(3) + 3 * ln(2))

Question 2

Indicar cuál de las siguientes afirmaciones es cierta respecto al segundo principio de la termodinámica.

Accepted Answer

La entropía del universo tiende a aumentar con el tiempo.

Answer

La entalpía de un sistema aislado permanece constante.

Answer

La energía libre de Gibbs de un sistema disminuye con el tiempo.

Answer

La temperatura de un sistema aislado disminuye con el tiempo.

Question 3

Indicar cuál de los siguientes procesos es irreversible.

Accepted Answer

Compresión adiabática de un gas

Answer

Fusión de hielo a 0 °C

Answer

Expansión de un gas en el vacío

Answer

Ebullición de agua a 100 °C

Question 4

Determinar la variación de entropía del sistema para la reacción: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

Accepted Answer

-163 J/K

Answer

326 J/K

Answer

-326 J/K

Answer

163 J/K

Question 5

Indicar cuál de los siguientes procesos es espontáneo a todas las temperaturas.

Accepted Answer

Disolución de NaCl en agua

Answer

Condensación de vapor de agua a 100 °C

Answer

Sublimación de hielo a -10 °C

Answer

Fusión de hielo a 0 °C

Question 6

Indicar cuál de las siguientes afirmaciones es cierta respecto a la tercera ley de la termodinámica.

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a 0 K es cero.

Answer

La tercera ley de la termodinámica no se aplica a reacciones químicas.

Answer

La entropía de un gas a cualquier temperatura es constante.

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta.

Question 7

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión la esencia del Segundo Principio de la Termodinámica?

Accepted Answer

La entropía total de un sistema aislado nunca disminuye.

Answer

La energía total de un sistema aislado siempre se conserva.

Answer

La temperatura de un sistema aislado siempre aumenta.

Question 8

La unidad SI para medir la entropía es:

Accepted Answer

J/K

Answer

J

Answer

cal/g

Answer

K

Question 9

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

dS ≥ 0

Answer

dU = dQ - dW

Answer

PV = nRT

Question 10

El cambio de temperatura de un sistema puede:

Accepted Answer

Conducir a un aumento o disminución de la entropía, dependiendo del proceso.

Answer

Siempre aumentar la entropía.

Answer

Siempre disminuir la entropía.

Question 11

Una reacción química es espontánea cuando:

Accepted Answer

El cambio de energía libre de Gibbs (ΔG) es negativo.

Answer

El cambio de temperatura (ΔT) es positivo.

Answer

El cambio de entropía (ΔS) es negativo.

Answer

El cambio de entalpía (ΔH) es positivo.

Question 12

El motor de Carnot es un dispositivo teórico que:

Accepted Answer

Opera entre dos depósitos de calor a diferentes temperaturas y tiene la mayor eficiencia posible.

Answer

Convierte energía térmica directamente en energía eléctrica.

Answer

Funciona sin ninguna entrada de calor.

Question 13

La ecuación de Clausius-Clapeyron describe la relación entre:

Accepted Answer

Presión, temperatura y cambio de entropía.

Answer

Entropía, energía libre y temperatura.

Answer

Trabajo, calor y cambio de volumen.

Answer

Volumen, temperatura y cambio de entalpía.

Question 14

El proceso de transferencia de calor que implica el movimiento físico de la materia de una parte del sistema a otra se conoce como:

Accepted Answer

Transferencia de calor por convección.

Answer

Transferencia de calor por conducción.

Answer

Transferencia de calor por evaporación.

Answer

Transferencia de calor por radiación.

Question 15

Según el Segundo Principio de la Termodinámica, la entropía de un sistema aislado:

Accepted Answer

Aumenta o permanece constante

Answer

Disminuye siempre

Answer

Puede aumentar o disminuir aleatoriamente

Question 16

La unidad de medida estándar para expresar la entropía es:

Accepted Answer

J/K

Answer

cal/mol

Answer

J/mol

Answer

kJ/mol

Question 17

Un proceso espontáneo se caracteriza por:

Accepted Answer

Ocurrir sin requerir trabajo externo

Answer

Necesitar una gran cantidad de trabajo externo

Answer

Producirse muy lentamente

Answer

No ser observable

Question 18

La entropía estándar de formación de un elemento en su estado estándar es igual a:

Accepted Answer

Cero

Answer

Positiva

Answer

Variable

Answer

Negativa

Question 19

La Tercera Ley de la Termodinámica establece que:

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a cero absoluto es cero

Answer

La entropía de un sistema aumenta con la temperatura

Answer

La entropía de un gas ideal es proporcional a su volumen

Question 20

Los sistemas que intercambian calor y trabajo con su entorno se denominan:

Accepted Answer

Sistemas abiertos

Answer

Sistemas aislados

Answer

Sistemas cerrados

Answer

Sistemas adiabáticos

Question 21

La función de Gibbs es útil para predecir la espontaneidad de una reacción en condiciones de:

Accepted Answer

Temperatura y presión constantes

Answer

Presión y volumen variables

Answer

Temperatura y entropía variables

Answer

Volumen y entropía constantes

Question 22

Un proceso isentrópico es aquel en el que:

Accepted Answer

La entropía permanece constante

Answer

La presión permanece constante

Answer

El volumen permanece constante

Answer

La temperatura permanece constante

Question 23

Enuncia el Segundo Principio de la Termodinámica.

Accepted Answer

Los procesos espontáneos aumentan la entropía total del universo.

Answer

La energía total del universo disminuye con el tiempo.

Answer

El calor fluye espontáneamente de objetos calientes a fríos.

Question 24

Establece la relación entre entropía y espontaneidad de un proceso.

Accepted Answer

Los procesos espontáneos aumentan la entropía del sistema y su entorno.

Answer

La entropía total del sistema aislado se mantiene constante.

Answer

Los procesos espontáneos disminuyen la entropía del sistema.

Question 25

Indica la fórmula para calcular la variación de entropía (ΔS).

Accepted Answer

ΔS = Q/T

Answer

ΔS = T/Q

Answer

ΔS = Q - T

Question 26

Proporciona un ejemplo de un proceso con ΔH < 0 y ΔS < 0.

Accepted Answer

Congelación del agua

Answer

Fotosíntesis

Answer

Combustión de gas natural

Answer

Disolución de sal en agua

Question 27

¿Qué afirma la Ley de Nernst sobre la entropía?

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto es cero a cero absoluto.

Answer

La entropía de un líquido es cero a cero absoluto.

Answer

La entropía de un gas ideal es cero a cero absoluto.

Question 28

¿En qué tipo de sistema se puede alcanzar el equilibrio termodinámico?

Accepted Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema aislado

Question 29

Selecciona la propiedad que NO caracteriza al equilibrio termodinámico.

Accepted Answer

Temperatura variable en diferentes partes del sistema

Answer

Cese de reacciones químicas

Answer

Ausencia de gradientes de concentración

Answer

Valores constantes de entropía y energía interna

Question 30

¿Cuál es la unidad de medida de la entropía?

Accepted Answer

J/K

Answer

kJ/mol

Answer

cal/mol

Answer

J/mol

Question 31

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el Segundo Principio de la Termodinámica es correcta?

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado tiende a aumentar con el tiempo.

Answer

La entropía de un sistema cerrado disminuye con el tiempo.

Answer

La entropía de un sistema abierto permanece constante.

Question 32

¿Qué determina si un proceso es espontáneo según el Segundo Principio de la Termodinámica?

Accepted Answer

El aumento de la entropía total del universo.

Answer

La disminución de la entropía del sistema.

Answer

La disminución de la energía libre del sistema.

Answer

La inversión de la dirección del tiempo.

Question 33

¿Qué factor influye en la entropía de un sistema?

Accepted Answer

El número de microestados posibles.

Answer

La masa

Answer

La presión

Answer

La temperatura

Question 34

¿Qué ley describe la tendencia de los sistemas a alcanzar un estado de mayor desorden?

Accepted Answer

Ley de aumento de la entropía

Answer

Ley de acción y reacción

Answer

Ley de conservación de la energía

Answer

Ley de los gases ideales

Question 35

¿Qué es la entropía molar estándar?

Accepted Answer

La entropía de una sustancia pura en su estado estándar a una presión de 1 bar y una temperatura de 298 K.

Answer

La entropía de una sustancia en cualquier estado.

Answer

La medida de la espontaneidad de una reacción.

Question 36

Una reacción química se considera espontánea cuando:

Accepted Answer

La entropía total del sistema y los alrededores aumenta

Answer

La energía libre de Gibbs es positiva

Answer

La entropía total del sistema disminuye

Question 37

El motor térmico de Carnot es un ciclo ideal que funciona:

Accepted Answer

Entre dos depósitos de calor a diferentes temperaturas

Answer

Sin producir emisiones de gases de efecto invernadero

Answer

Convirtiendo toda la energía térmica en trabajo

Question 38

¿En qué consiste el principio de Clausius?

Accepted Answer

El calor no puede fluir espontáneamente de un cuerpo frío a uno caliente

Answer

La entropía de un sistema aislado disminuye con el tiempo

Answer

La energía no se puede crear ni destruir

Question 39

Una reacción exotérmica:

Accepted Answer

Libera calor al entorno

Answer

Absorbe calor del entorno

Answer

Tiene una entropía positiva

Question 40

¿Cuál es la unidad de medida para la entropía?

Accepted Answer

J/K

Answer

K

Answer

kJ/mol

Answer

Cal/K

Question 41

La entropía es una magnitud:

Accepted Answer

Extensiva

Answer

Intensiva

Answer

Vectorial

Answer

Adimensional

Question 42

En un proceso isentrópico, la variación de entropía del sistema es:

Accepted Answer

Cero

Answer

Positiva

Answer

Indeterminada

Answer

Negativa

Question 43

¿Qué establece la paradoja de Gibbs?

Accepted Answer

La entropía de un sistema puede aumentar incluso en procesos espontáneos

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre disminuye

Answer

Los motores térmicos son siempre 100% eficientes