Aplicación de primera Ley de la Termodinámica en gases 1. En cada uno de los siguientes casos, hállese la variación variación de energía interna del sistema: Sol. 1.792,5 J A. Un sistema absorbe 500 cal y realia !00 " de traba#o Sol. 1.674,5 J $. Un sistema absorbe !00 cal y se le a%lica &1' " (. )e un gas se e*traen 1500 cal a volumen constante Sol. 6.277,5 J +. Un ilogramo de va%or de agua a 100 -( y 1 atm ocu%a un volumen de 1./! m !. állese: A. El %orcenta#e, %orcenta#e, res%ecto res%ecto al calor de va%oriación va%oriación del agua 5&0 cal2g cal2g a 100 -( y 1 atm3, del traba#o e*terior e*terior Sol. 7,496 %roducido al trans4ormarse trans4ormarse agua en va%or a 100 -(, venciendo venciendo la %resión atmos4rica. ! $. El volumen volumen es%ecí4ico del agua a 100 -( vale 0.001 0.001 m 2g. )eterminar el incremento de energía interna al 4ormarse 1 g de va%or de agua a 100 -( Sol. 5!! "#al !. allar el traba#o de e*%ansión de un gas desde un volumen inicial de ! l a +0 atm hasta su volumen 4inal de +& l, Sol. 12.641,96 J %ermaneciendo constante constante la tem%eratura del sistema sistema &. 6e com%rime adiabáticamente un volumen de ++,& l de nitrógeno gaseoso a 0 -( y 1 atm a 1210 de su volumen inicial. allar: Sol. 25,12 a$m. A. 7a %resión 4inal Sol. 6%5,75 " $. 7a tem%eratura 4inal #. El traba#o 8ue hay 8ue realiar sobre el sistema. 9ara el nitrógeno el coe4iciente adiabático vale 1,&0 calor es%ecí4ico a volumen volumen constante 0,1/; cal2g.-(, cal2g.-(, 1 mol de gas nitrógeno %osee %osee +; g de masa Sol. &141.927,954 J 5. Un gas ideal está encerrado en un cilindro 8ue tiene un mbolo móvil en la %arte su%erior. El mbolo tiene una masa de ; Sol. 466 J /. Un gas ideal inicialmente a !00 < se somete a una e*%ansión isobárica isobárica a +,50 9a. 6i el volumen aumenta de 1 m ! a ! m!, y se trans4iere al gas 1+,5 " de energía trmica, calcule: A. Sol. 7,5! "J El cambio de energía interna Sol. 9!! " $. 6u tem%eratura 4inal ;. Un mol de un gas ideal realia !.000 " de traba#o sobre los alrededores con4orme se e*%ande isotrmicamente hasta una %resión 4inal de 1 atmós4era y un volumen de +5 7. )etermine: a3 El volumen inicial, b3 7a tem%eratura del gas Sol. 7.65 L, '!5 " '. Un gas es com%rimido com%rimido a una %resión %resión constante constante de 0,;0 atmós4eras atmós4eras de ' 7 a + 7. En el %roceso, %roceso, &00 " de energía energía trmica salen del gas, a3 =(uál es el traba#o e4ectuado %or el gas>, b3 =(uál es el cambio en su energía interna> Sol. & 567 J, 167 J 10. (inco moles de un gas ideal se e*%anden isotrmicamente a 1+/ -( hasta cuatro veces su volumen inicial. Encuentre a3 el traba#o hecho %or el gas, y b3 la energía trmica trans4erida al sistema, ambos en #oules. Sol. 2',1 "J, 2',1 "J 11. Un mol de va%or de agua a !/! < se en4ría a +;! <. El calor entregado entregado %or el va%or de agua 8ue se en4ría lo absorben 10 moles de un gas ideal, y esta absorción de calor ocasiona 8ue el gas se e*%anda a una tem%eratura constante de +/! <. 6i el volumen 4inal del gas ideal es +0 7, determine su volumen inicial. Sol. 2.47 L 1+. Un blo8ue de 1 Sol. !,!962 g
1. +.
)*+-TAS /+ *A0A3+T =Es %osible 8ue dos ob#etos estn en e8uilibrio trmico sin estar en contacto entre sí> E*%li8ue
!.
Un %edao de cobre se de#a caer en un matra con agua. 6i aumenta la tem%eratura del agua, =8u ocurre con la tem%eratura del cobre> =$a#o 8ue condiciones el agua y el cobre están en e8uilibrio trmico>
&.
El hule tiene un coe4iciente de e*%ansión trmico negativo. =?u ocurre con el tama@o de un %edao de hule cuando ste se calienta>
5.
=?u %asaría si al calentarse el vidrio de un termómetro se e*%andiera más 8ue el lí8uido interno>
.
El alcohol etílico tiene a%ro*imadamente la mitad del calor es%ecí4ico del agua. 6i a masas iguales de alcohol y agua en reci%ientes inde%endientes se les suministra la misma cantidad de calor, com%are el aumento de tem%eratura de los dos lí8uidos.
/.
$rinde una raón %or la cual las regiones costeras tienden a tener climas más moderados 8ue las regiones de tierra adentro.
;.
)e un horno a +00( se saca un %e8ue@o crisol y se sumerge en una tina llena de agua a tem%eratura ambiente este %roceso se denomina tem%lado3. =(uál es la tem%eratura de e8uilibrio 4inal a%ro*imada>
'.
=(uál es el %rinci%al %roblema 8ue surge al medir calores es%ecí4icos si una muestra con una tem%eratura su%erior a 100( se %one en agua>
10.
En una auda demostración en clase, un maestro mete sus dedos humedecidos en %lomo 4undido !+/(3 y los saca rá%idamente, sin 8uemarse. =(ómo se e*%lica esto>
11.
7os coloniadores encontraron 8ue una gran tina de agua dentro de un sótano evitaría 8ue sus alimentos se congelaran en noches realmente 4rías. E*%li8ue %or 8u ocurre esto.
1+.
?u está incorrecto en este enunciado: B)ados dos cuer%os cuales8uiera, el 8ue tiene tem%eratura más alta contiene más calorC.
1!.
=9or 8u es %osible sostener un cerillo encendido, aun cuando se est 8uemando, a unos cuantos milímetros de las %untas de nuestros dedos>
1&.
=9or 8u es necesario almacenar nitrógeno u o*ígeno lí8uido en reci%ientes e8ui%ados con aislamiento de estireno o con una %ared doble en el 8ue se ha hecho vacío>
15.
9ro%orcione raones %or las 8ue se utilia %aredes %lateadas y el 4orro de vacío en una botella trmicauna botella trmica no es más 8ue un termo comDn y corriente en donde se guarda ca43
1.
=9or 8u %uede usted 8uemarse más seriamente con va%or a 100 -( 8ue con agua a 100 -(>
1/.
Al acam%ar en un ca@ón una noche tran8uila, se observa 8ue tan %ronto como el 6ol se oculta, em%iea a avivarse una brisa. =?u %roduce la brisa>
1;.
6i usted sostiene agua en un vaso de %a%el sobre una 4lama. =9uede lograr 8ue el agua hierva sin 8ue se 8ueme el vaso>. =(ómo es %osible>
1'. +0.
=9or 8u las %a%as %ueden hornearse con mayor ra%ide cuando se le inserta un %alillo> Un %iso de losetas en un ba@o %uede sentirse demasiado 4río %or sus %ies descalos, %ero un suelo al4ombrado en un cuarto ad#unto a la misma tem%eratura se sentirá caliente. =9or 8u>
