Termo

1. Calcular la eficiencia de una máquina de vapor, cuya caldera trabaja a 100 ºC y su condensador a 30 ºC, expresando el resultado en porciento.
Solución:
T1=100+273=373 K
T2=30+273=303 K

2. ¿Cuáles la variación de entropía si la temperatura de 1 mol de gas ideal aumenta de 100 ºK a 300 ºK, Cv = (3/2)R.
a) Si el volumen es constante.
b) Si la presión es constante.
c) ¿Cuál sería la variaciónde la entropía si se utilizan tres moles en vez de uno.
Solución:
a) T1=100 K, T2=300 K, Cv=3cal/mol K, n=1mol.
DS=nCvln(T2/T1)=(1mol)(3cal/molK)ln(300/100)=3.3 cal/Kb) DS=nCpln(T2/T1)=(1mol)(5cal/molK)ln(300/100)=5.49 u.e.
c) A volumen constante 3(3.3)=9.9 u.e.
A presión constante: 3(5.49)=16.47 u.e.
3.- Cuál es la máxima eficiencia posible de una máquina térmica que tiene como fuente calienteagua bajo presión en ebullición a 125° C y una fuente fría a 25° C?
Solución:

sustituyendo las tempertaturas T1 = 398.15°K y T2 = 298°K tenemos que
ε = 0.2512
4.- El helio líquido hierve a 4°K y elhidrógeno líquido a 20°K ¿cuál será la eficiencia de una máquina térmica reversible que opera entre fuentes de calor a esas temperaturas?
Solución:
conociendo que la eficienca de una máquina térmica estádada por

podemos decir entonces que:
ε = (20 - 4) / 20 = 0.8 lo que es decir del 80%
5.- Si quiseramos obtener la misma eficiencia del problema anterior para una máquina térmica a temperatura de300°K, cuál deberá ser la temperatura de la fuente caliente?
Solución:
basandonos en la ecuación de la eficiencia y despejando de ella la T incial tendremos que:
T1= -T2/ ε-T1
sustituyendo valores tendremosque
T1= 1500°K
 
6.- Cuál será la variación de entropía de un gas ideal monoatómico, si la temperatura de un mol de éste gas aumenta de 100°K a 300°K?.
a) si el volumen es constante
b) si la presiónes constante
c) cuál será la viarión entrópica si en ves de un mol fueran 3?
Solución:
a) Sabiendo que la entropia se calcula con la siguiente expresión:

sustituyendo valores tenemos
∆S=...