Download Termodinámica

Física
guay
RELACIÓN DE PROBLEMAS DE TERMODINÁMICA.
RELACIÓN DE PROBLEMAS DE TERMODINÁMICA
1. Dos k moles de un gas ideal evolucionan según un ciclo de Carnot entre
180ºC y 40 º C. La cantidad de calor absorbido de la fuente caliente es de
40*105 J y la presión máxima alcanzada en el ciclo es 106 N/m2. Suponiendo
que Cp=7/2 R, calcular:
a) El volumen del gas al iniciarse y al finalizar la compresión isotérmica.
b) El trabajo realizado por el gas durante la expansión.
c) El trabajo realizado sobre el gas durante la compresión.
2. Supongamos que 0.2 moles de un gas diatómico ideal (gamma 1.4)
experimenta un ciclo de Carnot con temperaturas TH=400 K y TC=300 K. La
presión inicial es p=106 pa y durante la expansión isotérmica a temperatura
TH el volumen se duplica.
a) Hállese la presión y el volumen en los puntos a, b, c, d.
b) Hállese Q, W, diferencia de energía interna en cada paso del ciclo y en el
ciclo completo.
c) Determínese el rendimiento a partir de los resultados de b).
3. Un recipiente de vidrio a 10 ºC está lleno con 60 cm3 de mercurio. Calcular
el volumen de mercurio que se derramará al calentar el conjunto a 30 ºC.
Coeficiente de dilatación lineal del vidrio alfa=9*10-6 ºC-1
Coeficiente de dilatación del mercurio alfa=1.8*10-4 ºC-1.
4. Un mol de un gas ideal que se encuentra inicialmente a 300 K ocupando un
volumen de 24 l, experimenta una expansión isotérmica en la que se duplica
su volumen; a continuación experimenta una compresión adiabática en la
que su temperatura se eleva a 600 K. ¿Cuál es la variación de energía interna
del gas?. Calcular el calor puesto en juego durante el proceso completo.
5. Supongamos que tenemos un cilindro con paredes térmicamente aislantes,
con un émbolo central móvil sin rozamiento y también aislado térmicamente.
A cada lado del émbolo hay 54 litros de un gas perfecto cuyo calor
específico a presión constante es Cp=4 cal/molºK, a la presión de 1 At y 0ºC.
Mediante una resistencia eléctrica se suministra calor al gas del lado
izquierdo, esta porción de gas se expande y se comprime la de la derecha
hasta que su presión resulta ser 7.29 At. Calcular:
a) Temperatura final del gas de la izquierda.
b) Trabajo realizado sobre el gas de la derecha, teniendo en cuenta que este
gas por estar totalmente aislado no puede intercambiar calor.
c) Calor suministrado al gas de la izquierda.
1