fisica

FÍSICA
E.T.S. Ingenieros Industriales U.C.L.M.
Dpto. Física Aplicada

EXAMEN FINAL
TERMODINÁMICA
21-05-2013
TEORÍA (4 puntos)
1.

¿Puede existir una máquina o un refrigerador conrendimiento igual o superior al de un
ciclo de Carnot? Justifique la respuesta.

PROBLEMA (6 puntos)
2.

Un calorímetro de aluminio de 200 g contiene inicialmente 500 g de agua a 20º C.
Introducimos 100g de hielo enfriado a -20º C. Suponga que el calorímetro no tiene
pérdidas:
a)

Calcule la temperatura final.

b)

Partiendo del mismo estado inicial, calcule la cantidad de hielo máxima quese
puede añadir de forma que el hielo se funda completamente. Justifique la
respuesta.

DATOS:
Calor específico del hielo: 0.49 cal/gramoºC; Calor específico del aluminio: 0.215
cal/gramoºC;Calor latente de fusión del hielo: 79 cal/gramo.

3.

¿Puede existir una máquina o un refrigerador con rendimiento igual o superior al de un
ciclo de Carnot? Justifique la respuesta.

4.

Uncalorímetro de aluminio de 200 g contiene inicialmente 500 g de agua a 20º C.
Introducimos 100 g de hielo enfriado a 20º C. Suponga que el calorímetro no tiene
pérdidas:
a)

Calcule la temperaturafinal.

b)

Partiendo del mismo estado inicial, calcule la cantidad de hielo máxima que se
puede añadir de forma que el hielo se funda completamente. Justifique la
respuesta.

DATOS:
Calorespecífico del hielo: 0.49 cal/gramoºC; Calor específico del aluminio: 0.215
cal/gramoºC; Calor latente de fusión del hielo: 79 cal/gramo.

SOLUCIÓN
a) El calor absorbido por el hielo al pasar de20º C a Tf es igual al cedido por el calorímetro y
el agua al enfriarse desde 20º C a a Tf :

Qabs  mhielochielo  0º C  (20º C)   mhielo L fusion  mhielocagua T f  0º C 
Qced  magua cagua 20º C  Tf   mAl cAl  20º C  T f



980+7900+100Tf = 10000-500Tf + 860-43Tf
643Tf =1980

Tf 

1980
 3.08º C
643

b) En este segundo caso, la temperatura final es 0º C y no...