Segunda Serie Termodinamica.docx

PROBLEMARIO UNIDAD 2. NOMBRE _____________________________________ FECHA DE ENTREGA 9/FEB/2017

1. Calcula la energía que se necesita para aumentar 1 litro de agua a 22°C hasta una temperatura de 45°C. Calor específico agua: 4180 J/kg°C. Densidad agua: 1000kg/m 3.

2. Para medir la capacidad calorífica de un material, se calienta 100 g de dicho material a una temperatura de 80°C. Se introduce en un recipiente de agua con 1 litro a 15°C y se observa que la temperatura final asciende a 23°C. Calcula la capacidad calorífica de dicho material. Calor específico agua: 4180 J/kgºC. Densidad agua: 1000 kg/m 3.

3. Se mezclan 5 litros de aceite a 90ºC con 2 litros de agua a 40ºC, calcula la temperatura final de la mezcla. Calor específico agua: 4180 J/kgºC, del aceite: 2000 J/kgºC. Densidad agua: 1000 kg/m 3. Densidad agua: 920 kg/m 3.

4. Para enfriar 500 g de refresco que está a 50ºC, 50ºC, se utilizan 4 cubitos de hielo de 25 g cada uno a -18ºC. Calcula la temperatura final del refresco. Calor específico refresco: 4180 J/kgºC, calor específico hielo: 2090 J/kgºC, calor latente hielo: 3.35x10 5 J/Kg. Densidad agua: 1000 kg/m 3.

5. ¿Cuánto calor hay que suministrar para evaporar un cuarto de litro de agua que se encuentra a 20ºC, a presión de 1 atm.? Densidad agua: 1000kg/m 3 y Calor latente de vaporización agua: 2.2x10 6J/kg.

6. Un freno de aluminio de 300 g, inicialmente a una temperatura de 25ºC, consigue frenar una bicicleta de 25 kg que pasa de 30 m/s a 10 m/s en 20 segundos. Calcula la temperatura final del freno suponiendo que toda la energía se invierte en el rozamiento y que no sufre variación po r enfriamiento del aire durante esos 20 segundos. ¿por qué se ventilan los frenos? ¿Qué potencia se ha producido? Calor específico del aluminio: 910 J/kgºC. La variación de energía (cinética) de la bicicleta es debida a la acción el freno, y toda esta energía se invierte en calentar los frenos (por el rozamiento). La variación de energía cinética: Ek= ½ m·vf 2- ½ m·vo2

7. Se dispara una bala de plomo de 5 g contra un bloque, también de plomo, de 10 kg de peso. La velocidad inicial de la bala se desconoce. La temperatura inicial del bloque de plomo son 15ºC. Si tras el impacto, la temperatura del bloque sube 0.25ºC, el bloque no se ha movido nada, calcula la velocidad inicial de la bala. ¿Es real esa velocidad? (calor específico plomo: 128 J/kgºC).

8. Hallar el calor, en calorías, que se debe extraer de 20 g de vapor de agua a 110 °C para condensarlo y enfriarlo hasta 20 °C.(calor específico del agua y el vapor son 1.0 cal/g°C y 0.48 cal/g°C respectivamente y el c alor latente de vaporización es 525 cal/g)

9. Considere la compresión isotérmica de 0,1 mol de un gas ideal a la temperatura de 0 ºC. La presión inicial es de 1 atm y el volumen final es 1/5 del inicial. a) Determine el trabajo requerido b) Elabore un diagrama P-V en el que se muestre el proceso.

10. 15 litros de un gas ideal se encuentran a 300 ºK y a 15 atm de presión. Si el gas experimenta una expansión isotérmica reversible a una presión de 10 atm Calcular (a) el volumen final del sistema, (b) el trabajo realizado por el sistema.

11. Un gas ideal sufre una expansión reversible isotérmica desde un volumen inicial V1 hasta un volumen final 10V 1 y en el cambio realiza 10.000 cal de trabajo. La presión inicial era de 100 atm. (a) Calcular V 1. (b) Si hubiera dos moles de gas ¿cuál hubiera sido su temperatura?

12. Un motor se conecta a una batería eléctrica. Como consecuencia de ello, el sistema realiza 555 kJ en forma de trabajo y desprende 124 kJ de calor. Hallar la variación de energía interna que sufre el sistema.

13. Un sistema realiza un trabajo de 150 j sobre el entorno y absorbe 80 J de calor. ¿cuál es la variación de energía interna del sistema?

14. Introducimos dos gases en un recipiente a presión constante. Al producirse la reacción entre ambos se liberan 185 kJ, al tiempo que se realiza un trabajo del entorno sobre el sistema de 100 kJ. ¿Cuánto variará la energía interna?