FISICA









PREGUNTAS DE REPASO

1. El calor latente de vaporización del agua es 540 Cal/g. Sin embargo, 1g de agua se evapora por completo a presión constante, la energía interna del sistema se incrementa en solo 500 Cal. ¿Qué pasó con las 40 Cal restante? ¿Se trata de un proceso Isocórico? ¿Es este un proceso Isotérmico?

R/ Un proceso Isocórico es aquel en el que volumen del sistemapermanece constante.
Este proceso ocurre cuando se calienta agua en un recipiente a volumen fijo. A medida que se suministra calor, el aumento de la energía interna da por resultado una elevación de la temperatura del agua hasta que esta empieza a hervir.
La razón por la cual ha consumido menos energía es por el aumento de la energía interna que hace que el agua se vaporice a menortemperatura.


2. Si tanto el calor como el trabajo se pueden expresar en las mismas unidades, ¿Por qué es necesario distinguir entre ambos?

R/ El trabajo como el calor, incluye la transferencia de energía, pero existe una diferencia importante entre estos dos términos. En mecánica definimos el TRABAJO como una cantidad ESCALAR, igual en magnitud al producto de una fuerza por un desplazamiento. Latemperatura no interviene en esta definición. El calor, por otra parte, es energía que fluye de un cuerpo a otro a causa de la diferencia de temperatura. Una condición indispensable para que se transfiera el calor es que exista una diferencia de temperatura. El DESPLAZAMIENTO es la condición necesaria para que se realice un trabajo. Lo importante en este análisis es reconocer que tanto el calorcomo el trabajo representan cambios que ocurren en un proceso dado.



3. ¿Es necesario usar el concepto de energía molecular para describir y usar la función de energía interna? Explique su respuesta.

R/ No es necesario usar el concepto de energía molecular para describir y usar la función de energía interna debido a que para que se produzca un aumento de temperatura es necesario efectuarun trabajo mecánico o suministrarle calor por cualquier medio.



4. En un gas se produce una expansión adiabática. ¿Realiza el gas un trabajo externo? En caso afirmativo ¿Cuál es la fuente de energía?

R/ Cuando un gas produce una expansión adiabática ¿Realiza el gas un trabajo externo?, Si, porque al aumentar la temperatura interna del gas, puede mover el émbolo en un cilindro efectuandoun trabajo, pero ello conlleva a una pérdida de energía interna y a una caída de temperatura, la fuente energía es alguien externo que suministre energía calorífica, o que haga comprimir el gas.


5. Qué pasa con la energía interna de un gas que pasa por
a) Una comprensión adiabática.
En la compresión adiabática la energía interna aumenta es decir ΔU es positivo ocasionando un aumento detemperatura en el sistema.

b) Una expansión isotérmica.

En la expansión isotérmica la energía no cambia por lo que ΔU=0 por lo que toda la energía absorbida por el sistema se convierte en trabajo de salida.

c) Un proceso de estrangulación (reducción).

Es aquel en el cual el fluido a alta presión se filtra adiabáticamente, ya sea a través de una pared porosa de una abertura estrecha, haciauna región de baja presión.

6. Un gas realiza un trabajo externo durante una expansión isotérmica. ¿Cuál es la fuente de energía?

R/ La fuente es toda la energía absorbida por el sistema.


7. En el texto se ofreció un solo enunciado para la segunda ley de la termodinámica. Comente cada uno de los siguientes enunciados y comente si son equivalentes al que se presentó en el texto:

a)Es posible construir un refrigerador que trabajando continuamente extraiga el calor de un cuerpo frio y lo envíe hacia un cuerpo caliente sin que se realice un trabajo en el sistema.

R/ La segunda ley de la termodinámica dice: que es imposible construir una máquina que, funcionando de manera contínua, no produzca otro efecto que la extracción de calor de una fuente y la realización de una...