Termodinamica
Páginas: 8 (1920 palabras)
Publicado: 6 de octubre de 2015
Termodinamica
1. Un mol de un gas monoatómico se expande isotérmicamente a 27 C desde un volumen de 2 l a uno de 4l. Calcular: el inicial y final del gas; la variación de energía el trabajo y calor intercambiado; representar la evolución en el plano P-V.
2. Un mol de un gas ideal monoatómico se expande adiabáticamente desde un volumen de 2 l a uno de 4 l, siendo la temperatura inicial 27 C.Representar la evolución en el lano P-V; calcular el estado inicial y final del gas; la variación de la energía interna, trabajo y calor.
3. Un mol de un gas ideal monoatómico se lleva, a volumen constante, desde un estado inicial con p = 1atm y T = 300 K hasta que alcance una T final de 400 K. Representar la evolución en el plano P-V; el estado inicial y final del gas.
4. Un décimo de mol de ungas perfecto se encuentra en la parte inferior de un cilindro por debajo de un émbolo de superficie 50 cm2 según se muestra en la figura. El calor específico del gas a volumen constante es de 5 cal / mol K. El émbolo tiene masa despreciable, pero soporta un peso cuya masa es 100 Kg. La región situada por encima del émbolo se halla vacía. La temperatura inicial del gas es 0 C y el émbolo seencuentra inicialmente a una altura h del fondo del cilindro. Si se calienta el gas hasta elevar el peso una altura de 10 cm, calcular: la altura inicial h, la temperatura final, el calor suministrado.
5. Un mol de un gas monoatómico ideal se expande adiabáticamente desde un volumen de 2l a uno de 4l. La temperatura inicial es de 27 C. Luego se presuriza a volumen constante hasta alcanzar nuevamente laT inicial y posteriormente se comprime isotérmicamente hasta volver al estado inicial. Dibujar la evolución en el plano p-V; calcular los parámetros de cada uno de los estados; calcular Q, W, y U.
6. Un mol de un gas monoatómico ideal se expande isotérmicamente a 320 K desde un volumen de 2 l a uno de 4 l. Luego se enfría isobáricamente hasta un volumen de 3,05 l. Finalmente se comprimeadiabáticamente hasta volver al estado inicial. Representar la evolución en un plano P-V; calcular: estado inicial y final del gas; trabajo, calor, y la energia interna.
7. Calcular la velocidad cuadrática media de un átomo de argón a la temperatura ambiente (20 C). A qué temperatura la velocidad cuadrática media tendrá la mitad de ese valor? A qué temperatura tendrá un valor doble?
8. Calcular latemperatura para el hidrógeno y para el oxígeno, a la cual la velocidad cuadrática media es igual a la velocidad de escape de la superficie de la Tierra. La temperatura a gran altura en la atmósfera es de cerca de 1000 K. Se espera encontrar allí mucho hidrógeno, y mucho oxígeno?
9. Explicar como encontrar las velocidades cuadráticas medias de las moléculas de helio y de argón a la temperatura de 40C a partir de la velocidad de las moléculas de oxígeno (460 m/s a 0 C) PM (O2) = 32 g/mol, PM (Ar) = 40 g/mol, PM (He) = 4 g/mol.
10. La masa de una molécula de H2 es de 3.3 x10-24 g. Si 1x1023 moléculas de H2 golpean por segundo 2 cm2 de pared, chocando a un ángulo de 45o con la normal cuando se mueven con una velocidad de 105 cm/s, qué presión ejercen sobre la pared?
11. Cuántos impactosmoleculares recibe por segundo 1 cm2 de superficie expuesta al aire a presión atmosférica a 300 K? El peso molecular medio del aire es 29 g/mol.
12. Una caja cúbica de 0.1 m de arista contiene 3 x1022 moléculas de O2 a 300 K. Cuántas colisiones por término medio realiza cada molécula contra las paredes de la caja en un segundo? Qué presión ejerce el oxígeno sobre las paredes de la caja?
13. Lapresión en un sistema de vacío es 10-3 tor. La presión exterior es 1 atm y T=300 K. Hay un pequeño orificio en la pared del sistema, de área 10-10 cm2. Suponer que cada molécula que alcanza el orificio lo atraviesa. Cuántas moléculas entran en el sistema en una hora? Si el volumen del sistema es de 2 litros, qué aumento de presión experimentará el sistema?
14. Un balón portátil suministra oxígeno...
1. Un mol de un gas monoatómico se expande isotérmicamente a 27 C desde un volumen de 2 l a uno de 4l. Calcular: el inicial y final del gas; la variación de energía el trabajo y calor intercambiado; representar la evolución en el plano P-V.
2. Un mol de un gas ideal monoatómico se expande adiabáticamente desde un volumen de 2 l a uno de 4 l, siendo la temperatura inicial 27 C.Representar la evolución en el lano P-V; calcular el estado inicial y final del gas; la variación de la energía interna, trabajo y calor.
3. Un mol de un gas ideal monoatómico se lleva, a volumen constante, desde un estado inicial con p = 1atm y T = 300 K hasta que alcance una T final de 400 K. Representar la evolución en el plano P-V; el estado inicial y final del gas.
4. Un décimo de mol de ungas perfecto se encuentra en la parte inferior de un cilindro por debajo de un émbolo de superficie 50 cm2 según se muestra en la figura. El calor específico del gas a volumen constante es de 5 cal / mol K. El émbolo tiene masa despreciable, pero soporta un peso cuya masa es 100 Kg. La región situada por encima del émbolo se halla vacía. La temperatura inicial del gas es 0 C y el émbolo seencuentra inicialmente a una altura h del fondo del cilindro. Si se calienta el gas hasta elevar el peso una altura de 10 cm, calcular: la altura inicial h, la temperatura final, el calor suministrado.
5. Un mol de un gas monoatómico ideal se expande adiabáticamente desde un volumen de 2l a uno de 4l. La temperatura inicial es de 27 C. Luego se presuriza a volumen constante hasta alcanzar nuevamente laT inicial y posteriormente se comprime isotérmicamente hasta volver al estado inicial. Dibujar la evolución en el plano p-V; calcular los parámetros de cada uno de los estados; calcular Q, W, y U.
6. Un mol de un gas monoatómico ideal se expande isotérmicamente a 320 K desde un volumen de 2 l a uno de 4 l. Luego se enfría isobáricamente hasta un volumen de 3,05 l. Finalmente se comprimeadiabáticamente hasta volver al estado inicial. Representar la evolución en un plano P-V; calcular: estado inicial y final del gas; trabajo, calor, y la energia interna.
7. Calcular la velocidad cuadrática media de un átomo de argón a la temperatura ambiente (20 C). A qué temperatura la velocidad cuadrática media tendrá la mitad de ese valor? A qué temperatura tendrá un valor doble?
8. Calcular latemperatura para el hidrógeno y para el oxígeno, a la cual la velocidad cuadrática media es igual a la velocidad de escape de la superficie de la Tierra. La temperatura a gran altura en la atmósfera es de cerca de 1000 K. Se espera encontrar allí mucho hidrógeno, y mucho oxígeno?
9. Explicar como encontrar las velocidades cuadráticas medias de las moléculas de helio y de argón a la temperatura de 40C a partir de la velocidad de las moléculas de oxígeno (460 m/s a 0 C) PM (O2) = 32 g/mol, PM (Ar) = 40 g/mol, PM (He) = 4 g/mol.
10. La masa de una molécula de H2 es de 3.3 x10-24 g. Si 1x1023 moléculas de H2 golpean por segundo 2 cm2 de pared, chocando a un ángulo de 45o con la normal cuando se mueven con una velocidad de 105 cm/s, qué presión ejercen sobre la pared?
11. Cuántos impactosmoleculares recibe por segundo 1 cm2 de superficie expuesta al aire a presión atmosférica a 300 K? El peso molecular medio del aire es 29 g/mol.
12. Una caja cúbica de 0.1 m de arista contiene 3 x1022 moléculas de O2 a 300 K. Cuántas colisiones por término medio realiza cada molécula contra las paredes de la caja en un segundo? Qué presión ejerce el oxígeno sobre las paredes de la caja?
13. Lapresión en un sistema de vacío es 10-3 tor. La presión exterior es 1 atm y T=300 K. Hay un pequeño orificio en la pared del sistema, de área 10-10 cm2. Suponer que cada molécula que alcanza el orificio lo atraviesa. Cuántas moléculas entran en el sistema en una hora? Si el volumen del sistema es de 2 litros, qué aumento de presión experimentará el sistema?
14. Un balón portátil suministra oxígeno...
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