EJERCICIOS PROPUESTOS DE TERMODINAMICA (Gases ideales y reales-1ra ley).docx

EJERCICIOS PROPUESTOS DE TERMODINAMICA a) Teoría: 1. ¿En qué condiciones es apropiado suponer como gas ideal a los gases reales? 2. ¿Cuál es la diferencia entre R y R*? ¿Cómo se relacionan? 3. ¿Cuál es la diferencia entre masa y masa molar? ¿Cómo se relacionan? . ¿Cuál es el signi!cado f"sico de las dos constantes que aparecen en la ecuación de estado de #an der $aals? %. ¿Cuál es el signi!cado f"sico del factor de compresi&ilidad? '. ¿Cuál es el principio de los estados correspondientes? (. ¿Cómo se de!nen la presión y la temperatura reducidas? P-V  ¿ué ). En un diagrama P-V   ¿ué representa el área &a+o la cur#a del proceso? ∆ u = m cv ∆T 

,. ¿-a rela relació ción n  está restringida sólo a procesos de presión constante o se puede usar para cualquier clase de procesos de un gas ideal? b) Ejercicios y problemas: 1. n cilindro pro#isto de un pistón mó#il contiene un gas ideal a la presión / 10 #olumen espec"!co #1 y temperatura  1. e incrementan simultáneamente la presión y el #olumen de tal tal mane manera ra que que en cual cualqu quie ierr inst instan ante te la pres presió ión n / y el #olu #olume men n espe especi ci!c !co o # está están n rela relacio cionad nados os median mediante te la ecuaci ecuación ón /4#0 /4#0 donde donde 4 es una consta constante nte55 a6 E7pre E7presa sa la constante 4 en términos de / 1 0 1 y la constante constante 8 del gas. gas. &6 Construye un grá!co en el plano /9# que represente represente la transformación transformación o proceso citado. citado. c6 Encuentre la temperatura temperatura cuando el #olumen espec"!co se :a duplicado y si  1 2;; <  2. Calcula la presión e+ercida por 2 moles de aire a 12(=C0 en un #olumen total de %;; litros. Emplee la ley del gas ideal y la ecuación de estado de >an der $aals. 3. etermine el #olumen espec"!co del amoniaco a 2;;;
 P V 

= C 

. etermina5 etermina5 a6 -a masa del gas. &6 -a temperatura al al !nal de la compresión compresión c6 El tra&a+o reali@ado para comprimir el aire d6 El cam&io de energ"a interna del gas e6 El calor transferido. contenido o en un dispos dispositi iti#o #o de cilind cilindro ro y em&olo em&olo se e7pan e7pande de a una presió presión n 6. El aire contenid constante de 1%;
1, 2

= C 

durante la compresión la relación entre la presión y el #olumen es . -a masa del o7"geno es 1;; g 0 /11;;4/a y 1 2;=C. l !nal el #olumen es 1B) del #olumen inicial. Considerando al gas como ideal determina el tra&a+o y el calor transferido 8. n recipiente r"gido y cerrado tiene una capacidad de 1;;; litros y contiene #apor de agua a 3;; 3;; 4/a 4/a con una calidad calidad de ,;D. i i se suminist suministran ran %;; 4A 4A de calor0 calor0 calcule calcule la temperatura !nal. n ciclo compuesto de tres procesos es el siguiente5 F6 compresión politrópica con 9. n10%0 desde 13( 4/a y 3)=C0 :asta el estado 2G FF6 presión constante del estado 2 al 3G FFF6 #olumen constante del estado 3 al 1. El calor cedido es de 1%'; 4AB4g y la sustancia es aire. etermina5 a6 -as presiones0 temperaturas y #olHmenes espec"!cos en los puntos e7tremos del ciclo &6 El calor agregado c6 El calor cedido d6 El tra&a+o correspondiente a cada proceso. 10. n ciclo de tres procesos que funciona con nitrógeno como sustancia operante es el sgte5 F6 del estado 1 al 20 compresión a temperatura constante 1  ;=C 0 /1  11;

4/a6G FF6 de 2 a 30 calentamiento a #olumen constanteG y FFF6 de 3 a 10 e7pansión politrópica n103%6. -a compresión isotérmica requiere I '( 4AB4g de tra&a+o. Calcula5 a6 p0  y # en cada punto del cicloG &6 los calores de entrada y salidaG c6 el tra&a+o neto reali@ado. 11. na masa de 2 4g de gas :elio e7perimentan un ciclo de tres procesos que son5 1926 #olumen constanteG 2936 presión constante0 y 3916 temperatura constante. i p11;; v1

4/a0 12(=C0 y

5,

=

v3

 determina5

a6 -a presión0 temperatura y #olumen en cada punto del ciclo0 &6 el tra&a+o que corresponde a cada proceso0 c6 el calor suministrado. C. Aunio 2;1'