Termodinamica

Preguntes test
Test 1

Utilitzem un termòmetre per mesurar la temperatura T d’un sistema termodinàmic S. Sent el termòmetre un altre sistema termodinàmic, hi ha equilibri tèrmic entre S i T en qualsevol moment?
Si, quan la temperatura T està estable és perquè S i T estan en equilibri tèrmic.
Quin és el significat físic de l’àrea sota la corba en un procés de gràfica P-V?

L’àrea sota lacorba és el treball mecànic realitzat per un sistema al llarg del procés.

Què és un procés quasi estàtic? Perquè normalment s’estudien processos quasi estàtics?

És un procés molt lent, infinitesimal tal que el sistema sempre està en equilibri i per tant satisfan l’equació d’estat. Aquest procés quasi estàtic és usual perquè podem representar-los de manera ideal en gràfiques P-V i per tantpoden ser computeritzats. Un cicle quasi estàtic és igual al treball net. Màxima eficiència.

En un gas ideal, la relació ΔH=m·Cp·ΔT, on Cp és la mitjana específica en un interval de temps ΔT, només és vàlid en un procés de pressió constant o en qualsevol procés?
És vàlid en qualsevol procés per un gas ideal.
Un sistema termodinàmic passa a un procés adiabàtic (Q=cte) quan el s’incrementa elvolum. Escriu la primera llei de la termodinàmica en aquest cas i indica el signe del increment d’energia interna en aquest procés.
Genèricament ΔE=ΔEc+ΔEp+ΔU=Q-W aquí només tenim energies internes i per tant obtenim que ΔU=Q-W com Q=0 tenim que ΔU+W=0 i això vol dir que el sistema s’expandeix per tant ΔU0 en tots dos casos.

Defineix el Treball de flux.

És el treball desenvolupat per l’entornper mantenir el flux en un sistema o el treball realitzar per el sistema per mantenir el flux de sortida.

Un sistema tancat fa un treball mecànic de 600J a l’entorn allibera 600J al medi. Calculi el canvi d’energia interna.

ΔU=Q-W=-600J-600J=-1200J {Absorbir Q>0 Alliberar Q0 absorbeix)

Test 7

0,2kg/s d’aire (R=0,287kJ/kg/K, Cp=1,005kJ/kg/K) entren en un compressor a 27ºC i 1 atm. Si lapotència de consum del compressor és de 10kW, quina és la temperatura de sortida de l’aire?

Tout=-(=250K

Defineix escala absoluta de temperatura.

Es defineix el 0 absolut en el punt on conflueixen les temperatures dels gasos ideals per una pressió molt petita. Així dons queda una escala definint que 273 kelvin (K unitat de temperatura SI) és el triple punt d’estat de l’aigua.

Escriul’equació d’estat d’un gas ideal de dos maneres. Una en funció del numero de mols i l’altre en funció de la massa. Explica les constants operadores de les dos.

PV=nRT; PV=mRT

Quant treball mecànic és fet per un sistema al llarg d’un procés on el volum és constant. Justifica-ho.

El treball mecànic és l’associat a l’expansió o la compressió d’un fluid en un dispositiu cilindre/èmbol per tantNO es fa treball mecànic en aquest cas.

Quina és la diferència entre variables termodinàmiques intensives i extensives.

Que les variables extensives depenen de la massa com són la massa i el volum, són additives, mentre que les intensives no en depenen i són la densitat la pressió i la temperatura.

És possible establir una relació (qualitativa o quantitativa) entre el calor específicconstant de pressió i el calor específic constant de volum que es satisfaci en qualsevol material?

No, tot i que són independents del procés depenen de la substància. Per tant un mai pot ser més petit que l’altre.

Quin és el significat de l’àrea sota la corba en un procés de gràfica T-v?

Ningun.

En un sistema tancat hi ha un procés on es fa un treball mecànic de 50J al entorn is’absorbeixen 50J de l’entorn. Calcula l’increment d’energia interna.

ΔU=Q-W=50J-50J=0 (Q>0 absorbeix)

Defineix factor de compressibilitat.

Z=PVreal/RT

Estima la pressió al cim de l’Everest utilitzant una aproximació d’atmosfera
isotèrmica.

Suposem que Everest fa 8800m d’alçada respecte SL.
Atmosfera isotèrmica T=Cte
≠cte
Pcim=Po·e^(-h/8150)

Test 8

És possible comprimir...