'(sica II
MII– U3 – Actvidad 2. Expresión verbal verbal y simbólica de las variables variables relacionadas con con la ermodinámica Datos de identificación
Nombre del almno! Nombre del or!
Martha Márquez Nájera Jorge Alberto Estrada Estrada Valles Valles
Mar"cla! #ec$a!
A07400813 31/Enero/ 018
E&&I
%. &ando n 'as amena s volmen es por(e se esá e)ecando n raba*o sobre +l. VE!"A"E!#
2. El raba*o e)ecado por n 'as tene si'no ne'atvo $A%&#'' (uando el )olu*en +nal es *a,or que el -n-(-al el gas se e.ande , el trabajo es os-)o $A%&#
3. ,ara calclar el raba*o e)ecado e)ecado por o sobre n 'as- en odos los casos es necesario (e el volmen amene. $A%&#'' es ne(esar-o que ha,a )ar-a(-2n' uede au*entar , d-s*-nu-r $A%&#
. &ando el 'as e)ec/a n raba*o sin (e exisa 0*o de calor- obli'adamene la emperara enderá a variar. VE!"A"E!#' s- no ha, ujo de (alor' el trabajo es -gual a la )ar-a(-2n de energa -nterna' que or lo VE!"A"E!#' tanto tant o es d-5erente de (ero' Esto -*l-(a que )are la te*eratura
1. i el reslado de la variación de ener'"a inerna es positvo- enonces la emperara del 'as amena. VE!"A"E!#'' la energa -nterna es d-re(ta*ente roor(-onal a la te*eratura VE!"A"E!#
. En la 'rá4ca ,resión conra 5olmen5olmen- la inclinación inclinaci ón del ra6o de la 'rá4ca represena el raba*o. $A%&#'' el trabajo es reresentado or el área or debajo de la grá+(a $A%&#
7. En la 'rá4ca presión conra volmen- n ra6o de 'rá4ca compleamene vertcal implica raba*o cero. VE!"A"E!#'' (o*leta*ente )er(al ser-a (ero VE!"A"E!#
8. En na 'rá4ca ,resión conra 5olmen5olmen- na l"nea paralela al e*e 9:; represena na presión consane. VE!"A"E!#'' en una lnea aralela al eje 6 reresenta VE!"A"E!# re resenta res-2n (onstante (onstante
% D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Eugenio Garza Sada 25! Sur, "ol. Tecnológico, Monterrey, #.$. M%&ico. 2!!
'(sica II
=. En la 'rá4ca presión conra volmen (e se mesra ense'ida- cando la rans)ormación es del pno 9A; al pno 9>;- el raba*o es e)ecado por el 'as. VE!"A"E!#
%?. En la 'rá4ca presión conra volmen (e se mesra en se'ida- el raba*o tene si'no ne'atvo. $A%&#' ene s-gno os-)o' ,a que se rodu(e un -n(re*ento del )olu*en
E&&I
! Para cada uno de los siguientes ejercicios numéricos elabora los cálculos correspondientes para encontrar las variables que se piden. 1. Una muestra de elio con una presi!n de ".1# 1$% Nt / m 2 & volumen inicial de '.( m 3 se encuentra encerrada en un recipiente con un émbolo )tapa m!vil* & sure una transormaci!n en donde su presi!n se man+ene constante & se e#pande logrando un volumen de (.% m 3 , determina: a* si el trabajo ue eectuado por el gas o sobre el gas, b* el valor del trabajo. &álclos:
T= P (V2- V1) T= 4.1x105 Nt /m2 (3.5 m3- 2.3 m3)= 492,000 @eslado : a) Dado que el volume !al e" ma#o$ que el %%&%al, el 'a" "e exad%, o$ lo tato el t$a*a+o e" o"%vo # ue ee&tuado o$ el 'a". *) 492,000 oule" '. una muestra de nitr!geno se le agregan ',%$$ calor-as al mismo +empo que disminu&e su volumen en 1./ m(, en una transormaci!n en donde man+ene su presi!n constante en (.' #1$ % 2 Nt / m , encuentra a* la variaci!n en su energ-a interna, b* qué sucede con la temperatura del gas )aumenta, disminu&e o permanece igual*.
2 D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Eugenio Garza Sada 25! Sur, "ol. Tecnológico, Monterrey, #.$. M%&ico. 2!!
'(sica II
&álclos: Pa$a e&ot$a$ la va$%a&% de la ee$'a %te$a u"amo" la e&ua&% T e dode el &alo$ de*e de e&ot$a$"e e la" u%dade" ade&uada", que "o lo" oule", o$ lo tato a&emo" la t$a"o$ma&% de u%dade" (2,500&al) (4.2) = = 10,500 (1&al) a va$%a&% de volume (V2 V1) e" de - 1.9 m3, e'avo o$que d%"m%u#e de volume # el t$a*a+o e" de T P (V2 V1) 6to&e" T 3.2x105 Nt/ m2 (-1.9m3)= T 704,00 Po$ 8lmo u"amo" T dode 10,500 ( 70400) De*%do al "%'o e'avo del t$a*a+o 10,500 704,00) = 715,300 e"ultado De*%do al "%'o e'avo del t$a*a+o 10,500 @eslado : a) 715,300 oule" *) Dado que la va$%a&% de la ee$'a %te$a e" o"%va la teme$atu$a del 'a" aumeta
(. 0a siguiente gráfca representa la transormaci!n desde el punto a2 asta el b2 e#perimentada por una muestra de elio, determina: a* si el trabajo ue eectuado por el gas o sobre el gas, b* el valor del trabajo. 2 P (Nt/m ) 2.0x10
b
5
5
A1
a
1.5x10
A2 0.8
1.45
V(
m3 )
&álclos: 6l t$a*a+o e" ee&tuado o$ el 'a", #a que la t$a"o$ma&% "e $eal%:a &o u %&$emeto e el volume de"de 0. a"ta 1.45m3 "e exade. 6l t$a*a+o e" o"%vo # ee&tuado o$ el 'a". ;$ea del t$%<'ulo 1= (*) ()/2 (1.45m3-o.m3) = (0.75m3) (0.5x105Nt/m2)/2=17,250 e"ultado 17,250 ;$ea del $e&t<'ulo 2= (*) () 2= (0.75) (1.5x105)= 9>500 T= 17,250 ? 9>500= 113>50
3 D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Eugenio Garza Sada 25! Sur, "ol. Tecnológico, Monterrey, #.$. M%&ico. 2!!
'(sica II
@eslado : a) 6l t$a*a+o e" o"%vo # e" ee&tuado o$ el 'a" *) 113>50 oule" ". Una muestra de arg!n e#perimenta la transormaci!n que se representan en la gráfca, pasando del punto a2 al punto b2, determina: a* si el trabajo ue eectuado por el gas o sobre el gas, b* el valor del trabajo. 2
P (Nt/m )
b 5
4.0x10
3.2x10
A1
5
a A2
1.44
2.35
V(
m3 )
&álclos: ;$ea del t$%<'ulo *= (1.44m3-2.35m3)=-0.91m3 = ([email protected]@105)=0.@105 1= A(-0.91) (0000)B/2= =-37, 400 oule". ;$ea del $e&t<'ulo *=-0.91m3 =3.2@105 2= (-0.91m3) (3.2@105Nt/m2)=-291,200 oule". T=-37, 700? (-291,200) = -32>,700
@eslado : a) 6l t$a*a+o ue ee&tuado o$ ua ue$:a exte$a "o*$e el 'a" # ted$< "%'o e'avo. *) -32>,700 oule"
D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Eugenio Garza Sada 25! Sur, "ol. Tecnológico, Monterrey, #.$. M%&ico. 2!!
