primer final pri. termodinamica y electromagnetismo
Páginas: 5 (1027 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2014
COORDINACIÓN DE FÍSICA Y QUÍMICA
EXAMEN COLEGIADO DE PRINCIPIOS DE
TERMODINÁMICA Y ELECTROMAGNETISMO (1314)
PRIMER EXAMEN FINAL
SEMESTRE 2014 – 2
Jueves 29 de mayo de 2014, 8:00 horas
a)
b)
c)
d)
Tipo
Thomas Young (1773-1829)
1. En un tanque se tiene un líquido en el fondo y en la parte superior aire. El líquido tiene una altura L =
25 [cm] y el aire se encuentra a una presiónvacuométrica de 18 000 [Pa], además se tiene un
manómetro diferencial, en forma de U, conectado en la parte superior derecha del tanque. Si se sabe que
la presión absoluta en el fondo del recipiente es 60 000 [Pa], la presión atmosférica del lugar es 77 [kPa]
y la aceleración gravitatoria del lugar es 9.78 [m/s2], determine:
La presión manométrica y la absoluta del aire contenido en el tanque.La diferencia de alturas en el manómetro diferencial si el líquido que utiliza es mercurio.
El módulo del peso específico y la densidad relativa del líquido contenido en el tanque.
La altura que indicaría un barómetro de mercurio en el lugar donde está el tanque.
a
Δz
c P
γ
γ
d P
P
P
ρ g z
P
ρ g
P
; P
P
ρ g
z ;Δz
59 000
13 600
ρ g z
59 000
0 ; Q
.
P
77
18 kPa
z
z
77 000 Pa
z , P
60 000 Pa
,
0.25 m
δ ρ g , δ
ρ g h
, h
ρ g
P
ρ g
10
L
2220
,
33 300
9.78
9.78
T
30 °C
20
°J
4186
kgK
0.56 kg
δQ
, ΔS
T
m c Ln
m c
dT
T
T
20 °C
15 °C
0.0521 kg
293.15 K
ln
303.15 K
m c dT
T
T
T
1
T
m h
J
kgK
293.15 K
.
2. Se tiene un recipiente adiabático donde se mezclan agua en fase sólida (hielo) a – 15 [°C] con 560 [g]
de agua líquida a 30 [°C] ; considere para el agua: chielo = 2 220[J/(kg°C)], cagua líq. = 4 186 [J/(kg°C)],
hfus = 333 [kJ/kg]. Si la temperatura de equilibrio resulta ser de 20 [°C] y el experimento se realiza a 101
325 [Pa], determine en el SI:
ΔS
d ΔS
6.5326
.
J
K
ΔS
63.5157
J
K
ΔS
78.6309
J
K
.
T
T
273.15 K
273.15 K
258.15 K
J
K
m c dT
T
0 °C
15.411
0 °C
0.0521 kg333 10
273.15 K
0.0521 kg
,
20
J
78.6309
K
m c Ln
ln
°
T
T
m c Ln
δQ
T
258.15 K , T
2220
4186
;
83 720
m c dT
T
0
30 °C
33310
303.15 K ; T
ΔS
4186
333 000
T
T
15 °C
δQ
,ΔS
T
ΔS
.
m c T
23 441.6 J
c ΔS
c T
0
°
T
77 000 Pa
13 600
P
P
.
4000
γ
T
T
T
h
T
0 ;
m c T
0.56 kg
m
ΔS
γ L , γ
P
0.1353 m ,
9.78
c T
b ΔS
Q
m h
T
m c T
m
m
b P
a Q
m c TResolución
a)
b)
c)
d)
La masa de hielo.
La variación de entropía del agua líquida.
La variación de entropía del agua originalmente sólida hasta que alcanza la temperatura de equilibrio.
Si se cumple el Principio de incremento de entropía y, con base en ello, el tipo de proceso.
J
K
J
85.4593
,
K
4186
J
kgK
293.15 K
273.15 K
ln
85.4593
.
.;
es un proceso irreversible
3. En un circuito eléctrico como el de la figura, se sabe que la diferencia de potencial Ved = 10 [V] y la
potencia eléctrica en R = 4 [Ω] es P = 16 [W]. Determine en el SI:
a) El circuito equivalente en su expresión
mínima; es decir reducido lo más posible.
b) Los valores de las corrientes i1 e i2.
c) La energía suministrada por la fuente...
EXAMEN COLEGIADO DE PRINCIPIOS DE
TERMODINÁMICA Y ELECTROMAGNETISMO (1314)
PRIMER EXAMEN FINAL
SEMESTRE 2014 – 2
Jueves 29 de mayo de 2014, 8:00 horas
a)
b)
c)
d)
Tipo
Thomas Young (1773-1829)
1. En un tanque se tiene un líquido en el fondo y en la parte superior aire. El líquido tiene una altura L =
25 [cm] y el aire se encuentra a una presiónvacuométrica de 18 000 [Pa], además se tiene un
manómetro diferencial, en forma de U, conectado en la parte superior derecha del tanque. Si se sabe que
la presión absoluta en el fondo del recipiente es 60 000 [Pa], la presión atmosférica del lugar es 77 [kPa]
y la aceleración gravitatoria del lugar es 9.78 [m/s2], determine:
La presión manométrica y la absoluta del aire contenido en el tanque.La diferencia de alturas en el manómetro diferencial si el líquido que utiliza es mercurio.
El módulo del peso específico y la densidad relativa del líquido contenido en el tanque.
La altura que indicaría un barómetro de mercurio en el lugar donde está el tanque.
a
Δz
c P
γ
γ
d P
P
P
ρ g z
P
ρ g
P
; P
P
ρ g
z ;Δz
59 000
13 600
ρ g z
59 000
0 ; Q
.
P
77
18 kPa
z
z
77 000 Pa
z , P
60 000 Pa
,
0.25 m
δ ρ g , δ
ρ g h
, h
ρ g
P
ρ g
10
L
2220
,
33 300
9.78
9.78
T
30 °C
20
°J
4186
kgK
0.56 kg
δQ
, ΔS
T
m c Ln
m c
dT
T
T
20 °C
15 °C
0.0521 kg
293.15 K
ln
303.15 K
m c dT
T
T
T
1
T
m h
J
kgK
293.15 K
.
2. Se tiene un recipiente adiabático donde se mezclan agua en fase sólida (hielo) a – 15 [°C] con 560 [g]
de agua líquida a 30 [°C] ; considere para el agua: chielo = 2 220[J/(kg°C)], cagua líq. = 4 186 [J/(kg°C)],
hfus = 333 [kJ/kg]. Si la temperatura de equilibrio resulta ser de 20 [°C] y el experimento se realiza a 101
325 [Pa], determine en el SI:
ΔS
d ΔS
6.5326
.
J
K
ΔS
63.5157
J
K
ΔS
78.6309
J
K
.
T
T
273.15 K
273.15 K
258.15 K
J
K
m c dT
T
0 °C
15.411
0 °C
0.0521 kg333 10
273.15 K
0.0521 kg
,
20
J
78.6309
K
m c Ln
ln
°
T
T
m c Ln
δQ
T
258.15 K , T
2220
4186
;
83 720
m c dT
T
0
30 °C
33310
303.15 K ; T
ΔS
4186
333 000
T
T
15 °C
δQ
,ΔS
T
ΔS
.
m c T
23 441.6 J
c ΔS
c T
0
°
T
77 000 Pa
13 600
P
P
.
4000
γ
T
T
T
h
T
0 ;
m c T
0.56 kg
m
ΔS
γ L , γ
P
0.1353 m ,
9.78
c T
b ΔS
Q
m h
T
m c T
m
m
b P
a Q
m c TResolución
a)
b)
c)
d)
La masa de hielo.
La variación de entropía del agua líquida.
La variación de entropía del agua originalmente sólida hasta que alcanza la temperatura de equilibrio.
Si se cumple el Principio de incremento de entropía y, con base en ello, el tipo de proceso.
J
K
J
85.4593
,
K
4186
J
kgK
293.15 K
273.15 K
ln
85.4593
.
.;
es un proceso irreversible
3. En un circuito eléctrico como el de la figura, se sabe que la diferencia de potencial Ved = 10 [V] y la
potencia eléctrica en R = 4 [Ω] es P = 16 [W]. Determine en el SI:
a) El circuito equivalente en su expresión
mínima; es decir reducido lo más posible.
b) Los valores de las corrientes i1 e i2.
c) La energía suministrada por la fuente...
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