Problemas Gu A

Para estudiantes de Ingeniería Industrial

Edición 2013

Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física

SISTEMAS, PROPIEDADES, ESTADO Y PROCESOS
1.

Dé un ejemplo de un sistema que tenga fronteras fijas, reales e imaginarias simultáneamente.

2.

Una lata de refresco a temperatura ambiente se introduce en el refrigerador para que se enfríe.
¿Considera a la lata como unsistema cerrado o como un sistema abierto? Explique su
respuesta.

3.

¿Cuál es la diferencia entre propiedades intensivas, extensivas y específicas?

4.

Identifique cuáles de las siguientes propiedades son extensivas y cuáles intensivas:
3
a) Un volumen de 10 m
b) Una energía cinética de 30 J
c) Una presión de 90 kPa
d) Una masa de 75 kg
e) Una rapidez de 20 m/s

5.

Enuncie el postulado deestado.

6.

En un momento dado, el gas contenido en un cubo cuyos lados se encuentran a distintas
temperaturas se aísla con respecto a la transferencia de masa y de energía. ¿Se encuentra
este sistema en equilibrio termodinámico? Explique su respuesta.

7.

¿El estado del aire en una habitación completamente aislada se especifica por completo
mediante la temperatura y la presión? Explique surespuesta.

8.

Defina proceso de cuasiequilibrio.

9.

Defina proceso cíclico.

10. Determine si los siguientes diferenciales corresponden con funciones de punto o funciones de
trayectoria:
a) x 2 ydx + x ln(y )dy
b)

y
x

dx + 2 x dy

c) x 2 ydx + xy 2 dy
d) xy 2 dx + x 2 ydy

5

e) xdy − ydx
Página

f) x 2 dy + y 2 dx

Cátedra de Termodinámica General

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3

2

11. Complete la siguiente tabla (considere: V = 5 m y g = 10 m/s ):
3

v (m /kg)
a)

ρ (kg/m )

γ (N/m )

3

3

m (kg)

W (N)

20

b)

2

c)

4

d)

100

e)

50

PRESIÓN, MANÓMETRO Y BARÓMETRO
12. ¿Cuál es la diferencia entre presión manométrica y presión absoluta?

13. ¿La presión absoluta en un líquido de densidad constante se duplica si la profundidad aumenta
aldoble? Explique su respuesta.

14. ¿Qué comentario haría usted si un recipiente cerrado tiene conectado un manómetro que indica
una presión de vacío de 101 kPa, sabiendo que un barómetro en el lugar registra una presión
de 100 kPa?

15. Complete la siguiente tabla (considere: Patm = 100 kPa):
Presión manométrica
(kPa)
a)

Presión manométrica
(m H2O)

Presión absoluta
(kPa)

Presión absoluta
(mm Hg)5

b)

30

c)

150

Página

6

d)

16. Un depósito grande está dividido en los
compartimientos 1 y 2 que se mantienen a
presiones diferentes, tal como se muestra en
la figura. El manómetro A da una lectura de
300 kPa y el manómetro B indica 120 kPa. Si
en el barómetro local se leen 720 mm Hg,
determine la presión absoluta de los
compartimientos y la lectura del manómetro
C.

Cátedra deTermodinámica General

30

1

A

2

B

C

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17. El corazón humano es una bomba que envía la sangre (ρ
ρsangre = 1,05x103 kg/m3) a través de la
red de venas, arterias y vasos capilares que forman el sistema circulatorio. El corazón se
contrae y se relaja dando origen a variaciones cíclicas de la presión sanguínea. La presión
máxima se llamapresión sistólica y la presión mínima, presión diastólica.
a) ¿Por qué usualmente se mide la presión arterial de una persona a nivel del brazo?
b) Se mide la presión arterial de una persona y resulta 120/180, ¿qué significa este resultado?
c) ¿Cuál será la diferencia de presión sanguínea entre el pie de una persona de 1,80 m de alto
y su cabeza cuando se mantiene erguida?

18. El agua en unrecipiente se presuriza con aire y la
presión se mide por medio de un manómetro de
varios fluidos, como se muestra en la figura. El
recipiente se localiza en una montaña a una altitud
de 1400 m donde la presión atmosférica es
85,6 kPa. Determine la presión absoluta del aire
en el recipiente si h1 = 0,1 m; h2 = 0,2 m y
h3 = 0,35 m. Considere las densidades del agua,
aceite y mercurio como 1000 kg/m3,...