termo3

3.2 Un gas se comprime sin fricción en un cilindro, desde una presión de 1 bar y
un volumen de 0.1 m3 hasta una presión de 10 bar. El proceso es de tal forma que
pV = C. donde C es una constante. Determine el trabajo hecho por y sobre el
sistema y dibuje mediante un esquema el proceso en un diagrama presión-
volumen.

P  1bar
V  0.1m3
P2  10bar
proceso _ pV  C

W
W
W
W
W


p2
V dp
p1p2 1dp
C
p1
p2
p1
−
C  cte
W  ? sistema
esquema _ P /V
W  −(0.1m3 )(1bar)ln(10bar) − ln(1bar)
W  −0.1m3 * 2.3025(bar)2 *
106 dinas / cm2
1bar
*
*

1dina 1m3
W  −23.025KJ

3.4 El esquema de un medidor tipo venturi aparece en la figura P.3.4. Si A1 y
A2 son las áreas de sección transversal en donde se registran las presionesp1 y p2, y p es la densidad del fluido incompresible, demuestre que, en

2
2 ( p1 − p2 )A21
( A1 / A2 )2 − 1

donde m es el flujo de masa.















3,6 ¿Es posible que un sistema disipe 100 J de calor sin disminuir su
temperatura?

Q=U+W
U=Q–W
No es posible por que si disminuimos el Q disminuye la Temperatura
La Temperatura es directamente proporcional al Q.

3.8 Un aire acondicionado tiene las siguientes características:

Temperatura exterior 40 °CTemperatura interior 20 °C
Capacidad de enfriamiento 270 kJ/min
Potencia del compresor 1 kW
Determine el coeficiente de funcionamiento y el calor disipado por el
condensador.

3.10 Un gas se expande sin fricción de acuerdo con la relación pva = C, donde
a y C son constantes. Derive una expresión para calcular el trabajo hecho por
el gas, si éste se expande desde un estado P1,V1 hasta un estado p2 , V2, ena) un sistema cerrado
b) un sistema abierto en donde los cambios en energía potencial y cinética son
despreciables.






a)


C
V a




V2 dV
V1 V a
C







V2
V1
C
p



C
p


a C
p



p2
p1







dp
a

W  a C
1−1/ a
a −1
p2
p1





3.12 Establezca de manera clara las condiciones para la validez de la ecuación
3.4 y discútalas en relación con el flujo de un fluido incompresible en untubo de sección transversal constante, donde los cambios en energía
cinética y potencial sean cero, pero ∫V dp ≠0 .
3.14 Resuelva el ejemplo 3.20 empleando en el análisis un sistema cerrado,
esto es, todo el vapor que ocupará el recipiente al terminar el proceso de
llenado.

ec 
Tc − Tf
Tc
 1−
Tf
Tc
Donde
Tc _ temperatura _ de _ combustión
Tf _ temperatura _ finalEn un sistema cerrado habrá una eficiencia del 100% cuando (e = 1) si solo si
Tf = 0

3.16 El refrigerador en una cocina se deja accidentalmente abierto y en
operación. Indique si la energía interna del aire que lo rodea aumenta,
disminuye o permanece constante.

U=Q–W
Donde no existe W o tiende a cero entonces
U=Q
La energía interna de la cocina disminuye por el hecho de permanecer elrefrigerador abierto y disminuir la energía interna constante del aire por tanto
disminuye la energía interna de la cocina

3.18 Establezca claramente las limitaciones de la ecuación

dq - pdv = du


3.20 ¿Es posible tener una eficiencia superior o igual a 100%?

No es posible tener una eficiencia igual al 100% ni mucho menos superior al
100% por que todas las maquinas reales son menos eficientes que la maquinade Carnot por que están sujetas a dificultades practicas, entre ellas la fricción,
pero en especial debido a la necesidad de operar de manera irreversible para
completar un ciclo en un periodo breve.
3.22 Un recipiente rígido contiene 1 kg de aire a 20 °C y 1 bar. Agregando
calor la presión del aire se duplica. Calcule el trabajo hecho por y sobre el
sistema.


m 1Kg
T  20C
P 1bar
Q →2P  2bar
W  ?
PV1  mRT
1( 0 .082 )( 20  273)
0.9896atm
V1  296.9723ltsV1 10.486 pies 3
V1  0.296972m3
w  −∫vdp
2

w  −(10.486 pies3 )(2 −1)

w  −10.486 pies3.
bar *105 Dinas *1N *10000cm 2
1bar * cm2 *105 Dinas *1m 2
w  −105
N
m 2
* 0.296972m3
w  −29697.2N.m


3.24 Un motor de combustión interna se coloca en un dinamómetro para
determinar la potencia y el par como función de su velocidad. Se encuentra...