TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS TEMPERATURA – DILATACIONES TEMPERATURA – DILATACIONES TÉRMICAS: 1.- (I) La (I) La torre Eiffel (ver figura) se construyó con hierro forjado y mide aproximadamente 300 m m de alto. Estime cuánto cambia su altura entre enero (temperatura promedio de 2°C 2°C)) y julio (temperatura promedio de 25°C). 25°C ). Ignore los ángulos de las vigas de hierro y considere la torre como una viga vertical.
5.- (II) Se (II) Se observa que 55.50 ml de agua a 20°C llenan por completo un contenedor hasta el Borde. Cuando el contenedor y el agua se calientan a 60°C, se pierden 0.35 g de agua. a)
¿Cuál es el coeficiente de expansión volumétrica del contenedor?
b) ¿Cuál es el material más probable del contenedor? La densidad del agua a 60°C es 0.98324 g/ml.
6.- (II) Un tapón de latón se colocará en un anillo hecho de hierro. A 15°C, el diámetro del tapón es de 8.753 cm y el del interior del anillo es de 8.743 cm. a) ¿A qué temperatura común se deben llevar ambos con la finalidad de que ajusten? b) ¿Y si el tapón fuera de hierro y el anillo de latón?
2.- (I) Una (I) Una autopista de concreto se construye con losas de 12 m de largo (20°C). ¿Qué tan anchas deben ser las hendiduras de expansión entre las losas (a 15°C) para evitar el pandeo, si el rango de temperatura va de - 30°C a +50°C?
7.- (II) (II) Las botellas de vino nunca se llenan por completo: en el cuello con forma cilíndrica (diámetro interior d = 18.5 mm ) de la botella de vidrio se deja un pequeño volumen de aire considerando el coeficiente de expansión térmica bastante grande del vino. La distancia H entre la superficie del contenido líquido y la parte inferior del corcho se llama “altura de la cámara de aire”
3.- (II) (II) ¿A qué temperatura tendría que calentar una varilla de latón para que sea 1.0% más larga de lo que es a 25°C ?
4.- (II) (II) La densidad del agua a 4°C es 1.00 x kg/ . ¿Cuál es la densidad del agua a 94°C? Suponga un coeficiente de expansión volumétrica constante.
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(ver figura) y por lo general es H = 1.5 cm para una botella de 750 ml llena a 20°C. Debido a su contenido alcohólico, el coeficiente de expansión volumétrica del vino es aproximadamente el doble del coeficiente del agua; en comparación, la expansión térmica del vidrio se puede despreciar. Estime H si la botella se mantiene a) 10°C b) 30°C.
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 9.- Un riel de acero de 1.00 km firmemente sujeto a ambos extremos cuando la temperatura es de 20.0°C. A medida que la temperatura aumenta, el riel se pandea y toma la forma de un arco de círculo vertical. Encuentre la altura h del centro del riel cuando la temperatura es de 25.0°C. Necesitará resolver una ecuación trascendental.
8.- Un controlador de temperatura, diseñado para trabajar en un ambiente vaporoso, incluye una tira bimetálica fabricada en latón y acero, conectada en sus extremos mediante remaches. Cada uno de los metales tiene 2.0 mm de grosor. A 20°C, la tira mide 10.0 cm de largo y es recta. Encuentre el radio de curvatura r del ensamblado a 100°C.Véase la figura 17-22.
10.- Un cilindro que tiene un radio de 40.0 cm y 50.0 cm de profundidad se llena con aire a 20.0°C y 1.00 atm (figura P19.54a). Ahora en el cilindro baja un pistón de 20.0 kg, y comprime el aire atrapado en el interior mientras llega a una altura de equilibrio (figura P19.54b). Para finalizar, un perro de 75.0 kg de pie sobre el pistón, comprime más el aire, que permanece a 20°C (figura P19.54c).
a) ¿A qué distancia por a bajo (Δh) se mueve el pistón cuando el perro se para en él?
b) ¿A qué temperatura se calienta el gas para elevar el pistón y al perro de regreso a ?
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 11.- La correspondencia es una aproximación valida cuando el coeficiente de expansión promedio es pequeño. Si α es grande, debe integrar la relación
= αL para determinar
la longitud final. a) Si supone que el coeficiente de expansión lineal es constante a medida que L varía, determine una expresión general para la longitud final. b) Dada una barra de 1.00 m de longitud y un cambio de temperatura de 100.0°C, determine el error causado por la aproximación cuando α = 2.00 x (un valor típico para un metal) y cuando α = 0.020 0 (un valor grande poco práctico para comparar).
12.- Dos losas de concreto de un puente de 250 m de largo se colocan justo en sus extremos, de modo que no se permite espacio para expansión (figura P19.47a). Si ocurre un aumento de temperatura de 20.0°C, ¿cuál es la altura y a la cual las losas se elevan cuando se pandean (figura P19.47b)?
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13.- Dos barras metálicas se fabrican, una de invar y otra de aluminio. A 0°C, cada una de las tres barras se taladra con dos orificios separados 40.0 cm. A través de los orificios se ponen clavijas para ensamblar las barras en un triángulo equilátero. a) Primero ignore la expansión del invar. Encuentre el ángulo entre las barras de invar como función de la temperatura Celsius. b) ¿Su respuesta es precisa tanto para temperaturas negativas como para positivas? ¿Es precisa para 0°C? c) Resuelva el problema de nuevo e incluya la expansión del invar. d) El aluminio se funde a 660°C y el invar a 1 427°C. Suponga que los coeficientes de expansión tabulados son constantes. ¿Cuáles
son los ángulos mayor y menor que se alcanzan entre las barras de invar? 14.- Se cierra un cilindro mediante un pistón conectado a un resorte con constante de 2.00 x 10^3 N/m (figura P19.38). Con el resorte relajado, el cilindro está lleno con 5.00 L de gas a una presión de 1.00 atm y una temperatura de 20.0°C. a) Si el pistón tiene un área de sección transversal de 0.010 0 m^2 y masa despreciable, ¿a qué altura subirá cuando la temperatura se eleve a 250°C? b) ¿Cuál es la presión del gas a 250°C?
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 15.- Un termómetro de columna de mercurio solo aparecen dos marcas, las de las temperaturas de 36 °C y 37 °C. La longitud de la columna entre estas marcas es de 1 cm. Una persona se pone el termómetro y constata que la columna de mercurio mide 2.8 cm por encima de la marca de 37 °C su temperatura en °C es de:
16.- En el comparador de la figura se mide la dilatación de una barra de hierro de 1 m de longitud a 0°C, obteniéndose para los 50 °C una dilatación de 0.06 cm. Calcular:
18.- Un anillo de acero de 75 mm de diámetro interior a 20 °C ha de ser calentado e introducido a un eje de latón de 75.05 mm de diámetro a 20 °C. 18.1. A que temperatura debe ser calentado el anillo? 18.2. A que temperatura tendríamos que enfriar el conjunto para que el anillo saliera él solo del eje? (Coeficiente de dilatación del acero: 12x10 ^{6}°C^{-1}. Coeficiente de dilatación del latón: 20x10^ {-6} °C^ {-1}.
a) El coeficiente de dilatación lineal del hierro. b) Si se tiene una sección de 10 cm^2 a 0 °C ¿Cuál es su sección y volumen a 100 °C?
17.- Un herrero ha de colocar una llanta circular de hierro de 1 m de diámetro a una rueda de madera de igual diámetro. Con objeto de poder ajustarla, calienta la llanta hasta conseguir que su radio supere en 2 mm al de la rueda. Sabiendo que la temperatura ambiente es de 20 °C y su coeficiente de dilatación lineal 12.2 x 10^{-6}°C^{1}, calcular la temperatura en grados centígrados a que debe calentarse la llanta para cumplir las condiciones expuestas.
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19.- Una varilla de cobre de densidad uniforme y de sección constante oscila como un péndulo colgado de uno de sus extremos, con un periodo de 1.6 s, cuando se encuentra a una determinada temperatura ambiente. Siendo el coeficiente de dilatación lineal del cobre 19x10 ^{-6}°C^{-1}, determínese el incremento de temperatura que habría que darle al ambiente para que su periodo aumente en 3 milésimas de s.
20.- Una barra de acero, = 11x10 ^{-6}°C^{-1}, tiene un diámetro de 3 cm a la temperatura de 25 °C. Un anillo de bronce, = 17x10 ^{6}°C^{-1}, tiene un diámetro interior de 2.992 cm a la misma temperatura. ¿A qué temperatura común entrara justamente el anillo en la varilla?
21.- Dos láminas, una de acero y otra de bronce, de igual espesor a = 0,2 mm, están remachadas entre sí por sus extremos de manera que a la temperatura = 293 K forman una lámina bimetálica plana. ¿Cuál será el radio de flexión de esta lámina a la temperatura = 393 K? El coeficiente de dilatación lineal:
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 1.1 x 10^{-5}/K.
23.- En la figura se muestra un mecanismo de funcionamiento de alarma contra incendios. Determinar la temperatura final para que las barras hagan contacto, momento en el cual
2x 10^{-5}/K.
2 funciona la alarma. Considere 1 y . El mecanismo se encuentra a una temperatura
22.- El periodo ( ) del péndulo simple de la figura
2
viene dado por la ecuación l
l g
T o
, donde
es la longitud del cable de aluminio (
2.45 10
5
C 1 ) y g es la gravedad en el
2
9.81 m s lugar del experimento ( ). El periodo se utiliza como propiedad termométrica para definir una escala lineal de temperatura centígrada. Si la longitud del cable a 0 °C es de 1 m, determinar la temperatura que marca el termómetro cuando el periodo es de 2.007 s.
24.- El coeficiente de dilatación lineal del vidrio vale 9 x 10^{- 4} °C^{-1}. ¿Qué capacidad tendrá un frasco de vidrio a 25 °C, si su valor a 15 °C es de 50 cm^3?
25.- Una vasija de vidrio está llena de justamente con 1 L de terpentina a 50 ºF. Hallar el volumen de líquido que se derrama si se calienta hasta 86 ºF. El coeficiente de dilatación lineal del vidrio -6 vale 9 x 10 ºC y el de dilatación cúbica de -5 -1 terpentina es 97 x 10 ºC .
26.- Una acera de concreto se vacía un día en que la temperatura es 20 ºC de modo tal que los extremos no tienen posibilidad de moverse. A) ¿Cuál es el esfuerzo en el cemento en un día caluroso a 50 ºC? B) ¿Se fractura el concreto?. Considere el módulo 9 2 de Young para el concreto igual a 7 x 10 N/m y 9 la resistencia a la tensión como 2 x 10 N/m2.
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS Coeficiente de expansión lineal del concreto 12 x -6 -1 10 ºC
30.- Se tiene 20 g de hielo a – 10 °C. ¿Cuánto calor es necesario entregar para convertir el hielo en vapor a la temperatura de 150 °C?
27.- A 20 ºC, un anillo de aluminio tiene un diámetro interior de 5 cm, y una barra de latón tiene un diámetro de 5,050 cm. A) ¿Hasta qué temperatura debe calentarse el anillo de modo que se deslice apenas sobre la barra?, B) ¿A qué temperatura deben calentarse ambos de manera que el anillo apenas se deslice sobre la barra?, C) ¿El último proceso funcionará? Coeficiente de -1 expansión lineal del aluminio 24 x 10-6 ºC ; -6 Coeficiente de expansión lineal del latón 19 x 10 ºC-1
Datos adicionales
CALOR, CAMBIOS DE FASE Y TRANSFERENCIA DE CALOR:
31.- Si se vierte 0.5 kg de hielo picado a – 10 °C en
28.- Un recipiente contiene 800 g de aceite
un recipiente de capacidad calorífica despreciable
(
)
a
20
°C.
¿A
qué
temperatura debe ingresar una pieza de aluminio (
que contiene 3 kg de agua a 20 °C, determine la temperatura de la mezcla en el equilibrio térmico.
) de 500 g de masa para
que se logre la temperatura final de equilibrio igual a 25 °C (desprecie la capacidad del recipiente). 29.- Las capacidades caloríficas específicas en
Datos adicionales
de ciertas sustancias son Aluminio = 0.22; Hierro = 0.11; Cobre = 0.093; Plomo = 0.031; Bronce =
0.088. Si en un recipiente de uno de estos metales de masa 300 g y a 98 °C se vierte 15 g de agua a 12.2 °C, se observa que la temperatura final de equilibrio del agua y el recipiente es 68 °C. Diga Ud. De qué metal está hecho el recipiente?
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32.- Un recipiente de cobre de 0,1 kg contiene 0,16 kg de agua y 0,018 kg de hielo en equilibrio térmico a presión atmosférica. Si se introduce un trozo de plomo de 0,75 kg de masa a 255°C, ¿qué temperatura final de equilibrio se alcanza? (Considere que no hay intercambio de calor con el entorno)
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33.- Un trozo de hierro se deja caer en agua tal como se muestra en la figura. Determine la temperatura y fase del agua en el equilibrio. En caso de coexistir 2 fases del agua determine la masa final en cada fase.
34.- Un cilindro vertical de área de sección transversal A se sella con un pistón sin fricción de gran ajuste de masa m (ver figura). a) Sin n moles de un gas ideal están en el cilindro a una temperatura T , ¿cuál es la altura h a la que el pistón está en equilibrio bajo su propio peso? b) Cuál es el valor para h si n = 0.200 mol, T = 400 K, A = 0.008 m^2 y m = 20.0 kg?
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35.- Imagine que trabaja como físico e introduce calor en una muestra sólida de 500g a razón de 10.0 kJ/min. Mientras registra su temperatura en función del tiempo. La grafica de sus datos se muestra en la figura. a) Calcule el calor latente de fusión del solidó. c)
Determine los calores específicos de los estados sólidos y líquido del material.
36.- Un calorímetro de cobre de 20 g contiene 100 g de agua a 30 ºC. En él se vierten 40 g de canicas de vidrio, las cuales habían sido calentadas a 100 ºC. Si la temperatura final de la mezcla es de 34 ºC. ¿Cuál será el calor específico de vidrio?
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS
37.- Una broca de hierro (
Ce
460 J
Kg º C )
con masa de 0.1 Kg es calentada hasta 870 ºC, luego se sumerge en un recipiente con aceite a 20
C
2100
J Kg º C
ºC ( e ) ¿Qué masa de aceite deberá contener el recipiente para que la temperatura final no supere los 70 ºC?
38.- En un frasco de vidrio de 50 g de masa se calienta 60 g de aceite a 70 ºC y se introduce en un calorímetro cuyo equivalente total en agua es de 950 g elevándose la temperatura de esta desde 15 ºC a 17.2 ºC. Se saca el frasco, se le añade 25 g de aceite, se calienta hasta 50 ºC y se sumerge de nuevo en el calorímetro, elevándose la temperatura desde 16 ºC a 17.7 ºC. Determinar los calores específicos del aceite y del vidrio.
kg contiene 13,6 kg de agua. Un pedazo de metal de 1,82 kg de masa, del mismo material del recipiente y con temperatura de 176,7 ºC se echa en el agua. El agua y el recipiente tienen inicialmente una temperatura de 15,5 ºC y la temperatura final de todo el sistema llega a ser de 18,33 ºC. 42.- DETERMINACION DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO: La experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso ( Dewar) o en su defecto convenientemente aislado. El vaso se cierra con una tapa hecha de material aislante, con dos orificios por los que salen un termómetro y el agitador.
39.- Un sistema está constituido por la mezcla de 500 g de agua y 100 g de hielo a la temperatura de equilibrio de 0 ºC. Se introducen a este sistema 200 g de vapor de agua a 100 ºC. Suponiendo la mezcla libre de influencias externas.
a.- Hallar la temperatura final del sistema. b.- Determine la composición final del sistema. 40.- En un recinto térmicamente aislado hay un litro de agua a 12 °C. En ella se introducen 150 g de cobre a 200 °C. ¿Qué cantidad de hielo fundente habrá que añadir para que, una vez fundido, la temperatura final sea de 0 °C? ¿Qué temperatura se alcanzará si se añaden 100 g de hielo fundente? ¿Qué sucederá si se añaden 200 g de hielo fundente? Calor específico del cobre: 397 J/kg · K. Calor de fusión del hielo: 334,4 kJ/kg. Calor específico del agua: 4 180 J/kg · K.
41.- Calcule el calor específico de un metal con los siguientes datos. Un recipiente
Se pesa una pieza de material sólido de calor específico C desconocido, resultando m su masa. Se pone la pieza en agua casi hirviendo a la temperatura T . Se ponen M gramos de agua en el calorímetro, se agita, y después de un poco de tiempo, se mide su temperatura . A continuación, se deposita la pieza de sólido rápidamente en el calorímetro. Se agita, y después de un cierto tiempo se alcanza la temperatura de equilibrio . Tener en cuenta: : Masa del calorímetro. : Calor especifico del calorímetro. Masa del termómetro sumergido. Calor especifico del termómetro. Masa del agitador Calor especifico del agitador. ** Determinar el calor específico del sólido (C).
(“calorímetro”) hecho de metal cuya masa es 3,64
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 43.- DETERMINACION DEL EQUIVALENTE EN AGUA DE UN CALORIMETRO: Se ponen M gramos de agua en el calorímetro, se agita, y después de un poco de tiempo, se mide su temperatura . A continuación se vierten m gramos de agua a la temperatura T . Se agita la mezcla y después de un poco de tiempo, se mide la temperatura de equilibrio . ** Determine el equivalente en agua de un calorímetro (k).
44.- Un trozo de 300 g de cobre se calienta en un horno y en seguida se deja caer en un calorímetro de 500 g de aluminio que contiene 300 g de agua. Si la temperatura del agua se eleva de 15ºC a 30ºC. a) ¿cuál era la temperatura inicial del cobre? (Suponga que no se pierde calor.) b) ¿Cuánto calor se debe agregar a 20 g de aluminio a 20ºC para fundirlo completamente? Datos adicionales: = 0.0924 cal/g°C = 0.215 cal/ g°C = 3.97 x J/kg
a) La cantidad de calor que se le suministro. b) El cambio de energía interna. c) El trabajo realizado. Considere: = 0.25 Kcal/(Kg.°C) , = 0.18 Kcal/(Kg.°C)
47.- Un recipiente rígido de 0.03 m3 contiene aire a 2.87 x 105 Pa y 300 °K. Se suministra calor al recipiente hasta que la presión sube a 5.74 x 10^5 Pa. Determine el calor añadido. Considere: R = 287 KJ/(Kg.°K) , = 0.7 KJ/(Kg.°K)
PROCESOS TERMODINAMICOS: 45.- Con los datos de la figura determinar el trabajo realizado por el gas ideal en el proceso isotérmico 1 – 2. Considere Ln 2 = 0.69.
48.- Dos kilogramos de aire a 1 bar y 27 °C son calentados isométricamente (volumen constante) hasta que su presión se duplica. Luego isobáricamente hasta que su volumen se duplica. Determine el calor total transferido. Considere: Cv = 0.7 KJ/(Kg.°K) Cp = 1.004 KJ/(Kg.°K) 49.- A un gas diatómico se le comunican 500 cal. Al ocurrir esto, el gas se dilata a presión constante.
Pa
400
46.- Diez kilogramos de nitrógeno son calentados de 20 °C a 150 °C manteniendo constante la presión. Hallar:
1
Hallar la expansión del gas. Datos adicionales: Para un gas diatómico: Cp = 7cal/(mol.°K) , Cv = 5 cal/(mol.°K).
2
200
2
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3
50.- Cierta cantidad de oxígeno ocupa el volumen = 3.0 L a la temperatura = 27 °C y la presión = 8.2 * 10^5 Pa. En el segundo estado este gas tiene los parámetros = 4.5 L y = 6 *10^5 Pa.
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS Hallar: a) La cantidad de calor recibido por el gas. b) El trabajo realizado por el gas al expandirse. c) La variación de la energía interna del gas. Resolver este problema para los casos siguientes: 1°) Cuando el paso del gas desde el primer al segundo estado se produce siguiendo el camino ACB. 2°) Cuando esta transición se realiza siguiendo el camino ADB. 51.- Dos gases distintos, uno de los cuales es monoatómico, y el otro diatómico, se encuentran a igual temperatura y ocupan el mismo volumen. Ambos gases se comprimen adiabáticamente de manera que sus volúmenes se reducen a la mitad. ¿Cuál de los gases se calienta más y cuántas veces? 52.- Un cilindro en cuyo interior se desplaza un pistón contiene 2.8 g de nitrógeno a una presión de 1.0 *10^5 Pa y a una temperatura de 27°C. a) Si se calienta el gas isobáricamente hasta una temperatura de 327°C. Determinar el calor que recibe, el trabajo que realiza y la variación de energía interna. Datos adicionales: Cp = 7 cal/(mol.°K) , R = 2 cal/(mol.°K)
54.- Un mol de un gas ideal se encuentra en un estado inicial p = 2 atm y V = 10 litros indicado por el punto a en el diagrama pV de la figura. El gas se expande a presión constante hasta el punto b, cuyo volumen es 30 litros y luego se enfría a volumen constante hasta que su presión es de 1 atm en el punto c. Entonces se comprime a presión constante hasta alcanza su volumen original en el punto d y finalmente se calienta a volumen constante hasta que vuelve a su estado original. a) Determinar la temperatura de cada estado a, b, c y d. b) Determinar el calor añadido a lo largo de cada una de las etapas del ciclo. c) Calcular el trabajo realizado a lo largo de cada trayectoria. d) Determinar la energía de cada estado a, b, c y d. e) ¿Cuál es el trabajo neto realizado por el gas en el ciclo completo?
53.- Una muestra de un gas ideal de 1 mol se lleva a través de un proceso termodinámico cíclico, como se muestra en la figura. El ciclo consta de tres partes, una expansión isotérmica (a - b), una compresión isobárica (b - c) y un aumento de la presión a volumen constante (c d). Si T = 300 K, = 5 atm, = = 1 atm, determine el trabajo realizado por el gas durante el ciclo.
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 55.- Un cilindro contiene un gas ideal a una presión de 2 atmósferas, el volumen es de 5 1itros a una temperatura del gas de 250 K. El gas se calienta a volumen constante hasta una presión de 4 atmósferas, y luego a presión constante hasta una temperatura de 650 K. Calcular el calor total recibido durante estos procesos. Para el gas el es 21,0 J /mol K. Luego el gas entonces es enfriado a vo1umen constante hasta su presión original y después a presión constante se lleva el gas hasta su volumen original. a) Encuentre la salida de calor total durante estos procesos y b) el trabajo total hecho por el gas en el proceso cíclico del conjunto.
56.- Un motor térmico funciona con un gas ideal que se somete a un ciclo termodinámico que consta de dos etapas isotérmicas y dos etapas isobáricas de presiones p1 y p2 (p2 > p1). Si las dos isotermas cortan la isobárica de presión p1 en los volúmenes V1 y V2 (V2 > V1).
58.- Durante el tiempo de compresión de cierto motor de gasolina, la presión aumenta de 1 a 20 atm. Suponiendo que el proceso es adiabático y el gas es ideal con γ = 1,40.
a) ¿en qué factor cambia el volumen? y b) ¿en qué factor cambia la temperatura? 59.- Una muestra de gas ideal se expande al doble de su volumen original de 1.00 m^3 en un proceso cuasi estático para el que , con α = 5.00 atm/ m^6, como se muestra en la figura.
¿Cuánto trabajo se consume en el gas en expansión?
60.- Un gas se lleva a través del proceso cíclico descrito en la figura. a) Encuentre la energía neta transferida al sistema por calor durante un ciclo completo. b) ¿Qué pasaría si? Si el ciclo se invierte (esto es, el proceso sigue la trayectoria ACBA), ¿cuál es la entrada de energía neta por cada ciclo por calor?
a) Grafique el proceso en los ejes pV . b) Determine el trabajo neto realizado en función de p1, p2, V1 Y V2. 57.- Un mol de un gas ideal monoatómico inicialmente a 300 K y a 1 atm se comprime cuasiestática y adiabáticamente a un cuarto de su volumen inicial. Encuentre la presión y temperatura final. (γ = 1,67)
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TEMPERATURA, DILATACIONES TÉRMICAS, CALOR, TRANSFERENCIA DE CALOR Y PROCESOS TERMODINÁMICOS 61.- Una muestra de un gas ideal pasa por el proceso que se muestra en la figura. De A a B, el proceso es adiabático; de B a C, es isobárico con 100 kJ de energía que entran al sistema por calor. De C a D, el proceso es isotérmico; de D a A, es isobárico con 150 kJ de energía que salen del sistema por calor. Determine la diferencia de energía interna .
63.- En el punto D de la figura la presión y la temperatura de 2 moles de un gas ideal monoatómico son 2 atm y 360 K. El volumen del gas en el punto B del diagrama PV es tres veces mayor que en el punto D y su presión es el doble que la del punto C. Las trayectorias AB y CD representan procesos isotermos. El gas realiza un ciclo completo a lo largo del ciclo DABCD. Determinar el trabajo total realizado por el gas y el calor suministrado al gas a lo largo de cada porción del ciclo.
62.- Un gas ideal inicialmente a , y se lleva a través de un ciclo, como se muestra en la figura. a) Encuentre el trabajo neto consumido en el gas por cada ciclo. b) ¿Cuál es la energía neta agregada por calor al sistema por cada ciclo? c) Obtenga un valor numérico para el trabajo neto consumido por cada ciclo por 1.00 mol de gas inicialmente a 0 °C.
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