La Termodinámica

La Termodinámica.

Objetivos de aprendizaje

Resultado al que aporta
•

•

Aplicar los conceptos termodinámicos que
rigen el comportamiento de los fenómenos
que involucran transferencia de calor.

•

Comprender el comportamiento de los
•
gases ideales y su utilización en los procesos
termodinámicos.

•

Resolver problemas diversos con aplicación
•
de los gases ideales.

•

Resuelve problemasaplicando los procesos
termodinámicos.

Los estudiantes aplican matemática, ciencia
y tecnología en el diseño, instalación,
operación y mantenimiento de sistemas
eléctricos.
Los estudiantes aplican matemática, ciencia y
tecnología en el diseño, instalación,
operación y mantenimiento de sistemas
eléctricos.
Los estudiantes identifican, analizan y
solucionan problemas de equipos y sistemas.
Losestudiantes identifican, analizan y
solucionan problemas de equipos y
sistemas.

Introducción

Introducción

Introducción

Introducción

Introducción

Sistema termodinámico

Sistema termodinámico

Sistema termodinámico

Sistema termodinámico

Sistema termodinámico

W<0

W>0

Equilibrio termodinámico

Transformaciones o
procesos termodinámicos

Equilibrio termodinámico

Transformaciones oprocesos
termodinámicos

Transformaciones o procesos
termodinámicos

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

1 Cal = 4.186 J

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

∆U = -W

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

∆U = Q -W

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

∆U = Q -W

W<0

W>0

Experimento de Joule. PrimerPrincipio de la Termodinámica

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

Experimento de Joule. Primer
principio de la termodinámica

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

∆W>0

∆W>0

∆W<0
∆W<0

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesoselementales

P(Vf-Vi)>0

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

1-γ
-

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

Trabajo termodinámico. Cálculo en
procesos elementales

+

Problema 01
Un gas es llevado a través del
proceso cíclico descrito en la
figura.
(a) Encuentre la energía neta
transferida al sistema por
calordurante un ciclo
completo.
(b) ¿Qué pasaría si? Si el ciclo
se invierte, es decir, el
proceso sigue la trayectoria
ACBA, ¿Cuál es la energía
neta de entrada por ciclo
por calor?

Problema 02
Una muestra de gas ideal se expande al doble de su
volumen original de 1.00 𝑚𝑚3 en un proceso
cuasiestático para el cual 𝑃𝑃 = 𝛼𝛼𝑉𝑉 2 , con 𝛼𝛼 =
5.00 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎/𝑚𝑚6 , como se ve en la figura. ¿Cuánto
trabajo esrealizado sobre el gas en expansión?

Problema 03
Un gas cambia reversiblemente su
estado de 𝐴𝐴 a 𝐶𝐶 como se observa
en la figura. El trabajo realizado
por el gas es:
(a)Máximo en la trayectoria
𝐴𝐴 → 𝐵𝐵 → 𝐶𝐶
(b)Mínimo en la trayectoria 𝐴𝐴 → 𝐶𝐶
(c)Máximo en la trayectoria
𝐴𝐴 → 𝐷𝐷 → 𝐶𝐶
(d)El
mismo
en
las
tres
trayectorias.

Problema 04
Si el volumen de un sistema permanece constante
mientrasexperimenta variaciones de temperatura y
presión,
(a)La energía interna del sistema no varía
(b)El sistema no realiza trabajo
(c)El sistema no absorbe calor
(d)La variación de la energía interna del sistema es
igual al calor absorbido por el sistema

Problema 05
En cierto proceso químico, un técnico de laboratorio
suministra 254 𝐽𝐽 de calor a un sistema. Al mismo
tiempo, el entorno efectúa 73 𝐽𝐽 detrabajo sobre el
sistema. ¿Cuánto aumentó la energía interna del
sistema?

Problema 06
Una cantidad de aire se lleva del estado 𝑎𝑎 al 𝑏𝑏 siguiendo una
trayectoria recta en una grafica 𝑝𝑝𝑝𝑝.

(a)En este proceso, ¿la temperatura del gas: aumenta, disminuye o no
cambia?. Explique.
(b)Si 𝑉𝑉𝑎𝑎 = 0.0700 𝑚𝑚3 , 𝑉𝑉𝑏𝑏 = 0.1100 𝑚𝑚3 , 𝑝𝑝𝑎𝑎 = 1.00 × 105 𝑃𝑃𝑃𝑃 y
𝑝𝑝𝑏𝑏 = 1.40 × 105 𝑃𝑃𝑃𝑃 , ¿Cuánto trabajo efectúa el...