termodinamica
Páginas: 5 (1203 palabras)
Publicado: 5 de septiembre de 2013
APLICACIÓN DE LA LEY DE LA TERMODINÁMICA
1. En cada uno de los siguientes casos, hállese la variación de energía interna del sistema:
Un sistema absorbe 500 cal y realiza 300 J de trabajo Sol. 1.792,5 J
Un sistema absorbe 300 cal y se le aplica 419 J Sol. 1.674,5 J
De un gas se extraen 1500 cal a volumen constante Sol. 6.277,5 J
2. Un kilogramo de vapor de agua a 100 ºC y 1 atm ocupaun volumen de 1.673 m3. Hállese:
El porcentaje, respecto al calor de vaporización del agua (540 kcal/kg a 100 ºC y 1 atm), del trabajo exterior producido al transformarse agua en vapor a 100 ºC, venciendo la presión atmosférica. Sol. 7,496 %
El volumen específico del agua a 100 ºC vale 0.001 m3/kg. Determinar el incremento de energía interna al formarse 1 kg de vapor de agua a 100 ºC Sol. 500KCal
3. Hallar el trabajo de expansión de un gas desde un volumen inicial de 3 l a 20 atm hasta su volumen final de 24 l, permaneciendo constante la temperatura del sistema Sol. 12.641,96 J
4. Se comprime adiabáticamente un volumen de 22,4 l de nitrógeno gaseoso a 0 ºC y 1 atm a 1/10 de su volumen inicial. Hallar:
La presión final Sol. 25,12 atm.
La temperatura final Sol. 685,75 K
Eltrabajo que hay que realizar sobre el sistema. Para el nitrógeno; el coeficiente adiabático vale 1,40; calor específico a volumen constante 0,178 cal/g.ºC, 1 mol de gas nitrógeno posee 28 g de masa Sol. –141.927,954 J
5. Un gas ideal está encerrado en un cilindro que tiene un émbolo móvil en la parte superior. El émbolo tiene una masa de 8 Kg y un área de 5 cm2, y se puede mover libremente haciaarriba y hacia abajo, manteniendo constante la presión del gas. ¿Cuánto trabajo se hace cuando la temperatura de 0,20 moles del gas se eleva de 20 ºC a 300 ºC? Sol. 466 J
6. Una muestra de gas ideal se expande al doble de su volumen original de 1 m3 en un proceso cuasiestático para el cual P = V2, con = 5 atm/m6. ¿Cuánto trabajo fue hecho por el gas en expansión? Sol. 1.18 MJ
7. Un gasideal inicialmente a 300 K se somete a una expansión isobárica a 2,50 kPa. Si el volumen aumenta de 1 m3 a 3 m3, y se transfiere al gas 12,5 kJ de energía térmica, calcule:
El cambio de energía interna Sol. 7,50 KJ
Su temperatura final Sol. 900 K
8. Un mol de un gas ideal realiza 3.000 J de trabajo sobre los alrededores conforme se expande isotérmicamente hasta una presión final de 1atmósfera y un volumen de 25 L. Determine: a) El volumen inicial, b) La temperatura del gas Sol. 7.65 L, 305 K
9. Un gas es comprimido a una presión constante de 0,80 atmósferas de 9 L a 2 L. En el proceso, 400 J de energía térmica salen del gas, a) ¿Cuál es el trabajo efectuado por el gas?, b) ¿Cuál es el cambio en su energía interna? Sol. –567 J, 167 J
10. Cinco moles de un gas ideal se expandenisotérmicamente a 127 ºC hasta cuatro veces su volumen inicial. Encuentre a) el trabajo hecho por el gas, y b) la energía térmica transferida al sistema, ambos en joules. Sol. 23,1 KJ, 23,1 KJ
11. Un mol de vapor de agua a 373 K se enfría a 283 K. El calor entregado por el vapor de agua que se enfría lo absorben 10 moles de un gas ideal, y esta absorción de calor ocasiona que el gas se expanda auna temperatura constante de 273 K. Si el volumen final del gas ideal es 20 L, determine su volumen inicial. Sol. 2.47 L
12. Un bloque de 1 Kg de aluminio se calienta a presión atmosférica de manera tal que su temperatura aumenta de 22 ºC a 40 ºC. Encuentre a) el trabajo realizado por el aluminio, b) la energía térmica que se le entrega y, c) el cambio de su energía interna. Sol. 48,6 mJ; 16,2KJ; 16,2 KJ
13. Se calienta helio a presión constante de 273 K a 373 K. Si el gas realiza 20 J de trabajo durante el proceso. ¿Cuál es la masa de helio? Sol. 0,0962 g
14. Una persona que vive en un cuarto de 4m x 5m x 5m enciende un ventilador de 100-W, antes de salir del cuarto que se encuentra caluroso a 100 kPa y 30ºC. El espera que esté mas frío cuando regrese luego de 5 horas....
1. En cada uno de los siguientes casos, hállese la variación de energía interna del sistema:
Un sistema absorbe 500 cal y realiza 300 J de trabajo Sol. 1.792,5 J
Un sistema absorbe 300 cal y se le aplica 419 J Sol. 1.674,5 J
De un gas se extraen 1500 cal a volumen constante Sol. 6.277,5 J
2. Un kilogramo de vapor de agua a 100 ºC y 1 atm ocupaun volumen de 1.673 m3. Hállese:
El porcentaje, respecto al calor de vaporización del agua (540 kcal/kg a 100 ºC y 1 atm), del trabajo exterior producido al transformarse agua en vapor a 100 ºC, venciendo la presión atmosférica. Sol. 7,496 %
El volumen específico del agua a 100 ºC vale 0.001 m3/kg. Determinar el incremento de energía interna al formarse 1 kg de vapor de agua a 100 ºC Sol. 500KCal
3. Hallar el trabajo de expansión de un gas desde un volumen inicial de 3 l a 20 atm hasta su volumen final de 24 l, permaneciendo constante la temperatura del sistema Sol. 12.641,96 J
4. Se comprime adiabáticamente un volumen de 22,4 l de nitrógeno gaseoso a 0 ºC y 1 atm a 1/10 de su volumen inicial. Hallar:
La presión final Sol. 25,12 atm.
La temperatura final Sol. 685,75 K
Eltrabajo que hay que realizar sobre el sistema. Para el nitrógeno; el coeficiente adiabático vale 1,40; calor específico a volumen constante 0,178 cal/g.ºC, 1 mol de gas nitrógeno posee 28 g de masa Sol. –141.927,954 J
5. Un gas ideal está encerrado en un cilindro que tiene un émbolo móvil en la parte superior. El émbolo tiene una masa de 8 Kg y un área de 5 cm2, y se puede mover libremente haciaarriba y hacia abajo, manteniendo constante la presión del gas. ¿Cuánto trabajo se hace cuando la temperatura de 0,20 moles del gas se eleva de 20 ºC a 300 ºC? Sol. 466 J
6. Una muestra de gas ideal se expande al doble de su volumen original de 1 m3 en un proceso cuasiestático para el cual P = V2, con = 5 atm/m6. ¿Cuánto trabajo fue hecho por el gas en expansión? Sol. 1.18 MJ
7. Un gasideal inicialmente a 300 K se somete a una expansión isobárica a 2,50 kPa. Si el volumen aumenta de 1 m3 a 3 m3, y se transfiere al gas 12,5 kJ de energía térmica, calcule:
El cambio de energía interna Sol. 7,50 KJ
Su temperatura final Sol. 900 K
8. Un mol de un gas ideal realiza 3.000 J de trabajo sobre los alrededores conforme se expande isotérmicamente hasta una presión final de 1atmósfera y un volumen de 25 L. Determine: a) El volumen inicial, b) La temperatura del gas Sol. 7.65 L, 305 K
9. Un gas es comprimido a una presión constante de 0,80 atmósferas de 9 L a 2 L. En el proceso, 400 J de energía térmica salen del gas, a) ¿Cuál es el trabajo efectuado por el gas?, b) ¿Cuál es el cambio en su energía interna? Sol. –567 J, 167 J
10. Cinco moles de un gas ideal se expandenisotérmicamente a 127 ºC hasta cuatro veces su volumen inicial. Encuentre a) el trabajo hecho por el gas, y b) la energía térmica transferida al sistema, ambos en joules. Sol. 23,1 KJ, 23,1 KJ
11. Un mol de vapor de agua a 373 K se enfría a 283 K. El calor entregado por el vapor de agua que se enfría lo absorben 10 moles de un gas ideal, y esta absorción de calor ocasiona que el gas se expanda auna temperatura constante de 273 K. Si el volumen final del gas ideal es 20 L, determine su volumen inicial. Sol. 2.47 L
12. Un bloque de 1 Kg de aluminio se calienta a presión atmosférica de manera tal que su temperatura aumenta de 22 ºC a 40 ºC. Encuentre a) el trabajo realizado por el aluminio, b) la energía térmica que se le entrega y, c) el cambio de su energía interna. Sol. 48,6 mJ; 16,2KJ; 16,2 KJ
13. Se calienta helio a presión constante de 273 K a 373 K. Si el gas realiza 20 J de trabajo durante el proceso. ¿Cuál es la masa de helio? Sol. 0,0962 g
14. Una persona que vive en un cuarto de 4m x 5m x 5m enciende un ventilador de 100-W, antes de salir del cuarto que se encuentra caluroso a 100 kPa y 30ºC. El espera que esté mas frío cuando regrese luego de 5 horas....
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