termodicamicaPREGUNTAS UNIDAD 2ING. CORONA LOPEZ JOSE ANTONIOALUMNO: ROSA ELENA UTRERA DE LA LLAVEMECATRONICA4TO SEMESTRE UNIDAD 2INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ termodicamicaPREGUNTAS UNIDAD 2ING. CORONA LOPEZ JOSE ANTONIOALUMNO: ROSA ELENA UTRERA DE LA LLAVEMECATRONICA4TO SEMESTRE UNIDAD 2INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ
termodicamica
PREGUNTAS UNIDAD 2
ING. CORONA LOPEZ JOSE ANTONIO
ALUMNO: ROSA ELENA UTRERA DE LA LLAVE
MECATRONICA
4TO SEMESTRE
UNIDAD 2
INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ
termodicamica
PREGUNTAS UNIDAD 2
ING. CORONA LOPEZ JOSE ANTONIO
ALUMNO: ROSA ELENA UTRERA DE LA LLAVE
MECATRONICA
4TO SEMESTRE
UNIDAD 2
INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ
UNIDAD 2
FORMAS DE ENERGIA
1.- Una piedra de un acantilado al mar, y termina por descansar en el fondo. A partir de la energía potencia de la piedra, identifique las transferencias y transformaciones de la energía que se producen durante este proceso.
R=La piedra p genera energía dentro del mar o dentro hasta el fondo, a medida que consiste la caída generan energía cinética y parte de ella se genera energía térmica.
2.- El gas natural, formato principalmente por metano CH4, es un combustible y una de las principales fuentes de energía. ¿ Se puede decir lo mismo del hidrogeno gaseoso H2?
R=El hidrogeno pude obtenerse de propiedades del h2o junto con otra fuente de energía las cuales pueden ser la nuclear y solar base de todo esto se podría utilizar como un combustible
El hidrogeno es también un combustible que puede hacer explosión o ser quemado.
3.- ¿Cuál es la diferencia entre las formas macroscópica y microscópica de la energía?
R=Las formas macroscópicas de la energía son las que poseen un sistema en un conjunto con respecto a un marco de referencia exterior; las formas microscópicas de energía, por el contrario, son los relacionados con la estructura molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular y son independientes del exterior.
4.- ¿Qué es energía total? Nombre de las distintas formas de energía que constituye la energía total.
R= todas las formas juntas de la energía forman la energía total; se constituyen con la energía magnética, eléctrica, de superficie y de tensión
5.- ¿Cómo se relacionan entre si calor, energía interna y energía térmica?
R= la energía térmica es la forma sensible y latente de la energía interna y se conoce como calor en el diario vida.
6.-¿Qué es la mecánica? ¿En que difiere la energía térmica? ¿Cuáles son las formas de energía mecánica en flujo de fluido?
R= La energía mecánica es la forma de energía que se puede convertir en trabajo mecánico completo y directamente por un dispositivo mecánico tales como las hélices. Se diferencia de la energía térmica que puede convertirse en trabajo.
TRANSFERENCIA DE ENERGIA MEDIANTE CALOR Y TRABAJO.
7.- ¿En qué formas puede la energía cruzar las fronteras del sistema cerrado?
R=En donde la energía en forma de trabajo o calor puede cruzar sus mismas fronteras. En un sistema cerrado no se permite que la masa fluya a través de las fronteras del sistema.
8.- ¿Cuándo el calor es la energía que cruza las fronteras de un sistema cerrado?
R=Cuando la temperatura aumenta y rebasa los puntos críticos del material del sistema cerrado
9.- ¿Qué es un proceso adiabático? ¿Qué es un sistema adiabático?
R= Es aquel en el que el sistema no pierde ninguna calor
La primera ley de termodinámica con p=0 muestra que todos los cambios en la energía interna están en forma de trabajo realizado
10.- ¿Qué son funciones del punto de trayectorias? Describa algunos ejemplos.
R=Función trayectoria es aquella que depende de los pasos seguidos en el proceso, como el calor y el trabajo por mencionar algunos ejemplos.
11.- ¿En qué consiste la teoría del calórico? ¿Cuándo por qué fue abandonada?
R=Consiste que durante un tiempo bastante prolongado, las características y comportamiento físicos del calor. La teoría fue perdiendo adentro al no poder explicar diversos problemas.
12.- Un automóvil va a velocidad constante por un camino. Determine la dirección de las interacciones de calor y trabajo, suponiendo que el sistema del siguiente: a) el radiador del automóvil. b) el motor, c) las ruedas, d) el camino, y e) el aire a los alrededores.
R= Cuando el motor se enciende, transmite un trabajo hacia las llantas que tienen una energía potencial pasa a ser cinética, pero al estar en movimiento tanto el motor como las llantas desprenden calor por la fricción del mecanismo del motor y de las ruedas con el camino. Además, cuando el motor funciona solo una parte de la energía calorífica del combustible se convierte en trabajo mecánico a la salida del cigüeñal, el resto se pierde en calor. Para evitar el sobrecalentamiento o el calor perdido se transfiere a las paredes del cilindro, a la culata o tapa y a los pistones se emplea un sistema de refrigeración en el cual el radiador se encarga de disipar el aire caliente hacia el exterior.
13.-puede cambiarse la longitud de un resorte a) aplicando una fuerza o b) cambiando su temperatura (por dilatación térmica). ¿Qué tipo de interacción energética entre el sistema (el resorte) y sus alrededores se requiere para cambiar su longitud en esas dos formas?
R= a) Aplicando una fuerza: Esto es cierto siempre y cuando la fuerza se mantenga dentro del límite elástico; si necesita un intercambio de trabajo el cual produzca el cambio de longitud.
b) Cambiando su temperatura: A través de esta forma también podemos cambiar la longitud del resorte, habiendo una entrada de calor el cual produzca la dilatación.
14.- un refrigerador eléctrico está en un recinto. Determine la dirección de trabajo y de calor (entra o sale energía) cuando se considera que es un sistema es el siguiente: a) el contenido del refrigerador, b)todas las partes del refrigerador incluyendo el contenido, c)todo lo que está dentro del recinto, durante un día invernal.
R= a) El contenido del refrigerador, al estar en dos temperaturas, mientras se va equilibrando; el contenido desprende calor por el cambio.
b) La conservación de la energía requiere que la energía contenida en la habitación aumente en la misma cantidad a la de la energía eléctrica que entra al refrigerador. El refrigerador o su motor no almacenan esta energía; por lo tanto, debe hallarse en el aire de la habitación y se manifestará como un aumento en la temperatura de éste, incremento que se calcula con base en el principio de la conservación de la energía, considerando las propiedades del aire y la cantidad de energía eléctrica consumida.
c) La pérdida o ganancia de calor a través de ellas es insignificante, ya que tanto el refrigerador como el de la habitación, ambas con temperatura bajas pero distintas, buscan un equilibrio.
15.- Se examinara una computadora personal desde el punto de vista termodinámico. Determina la dirección de las transferencias de trabajo y calor (entra o sale energía) cuando se considera que el sistema es: a) el teclado, b) la pantalla, c)la unidad procesadora y d)todo lo anterior
R= a) El teclado entra energía, ya que contiene energía potencial, y al generar presión se convierte en cinética ya que transfiere electrones hacia la pantalla.
b)La pantalla sale energía, ya que la luz que emite el monitor cuando está en funcionamiento genera la radiación térmica que se produce cuando el calor del movimiento de partículas cargadas dentro de los átomos se convierte en radiación electromagnética.
c)La unidad procesadora, genera un trabajo el cual es transmitido hacia toda la unidad parq eu funcione, pero al estar en uso disipa calor, y para evitar su sobrecalentamiento tiene un ventilador interno.
FORMAS MECANICAS DE TRABAJO
16.- Un coche acelera del reposo hasta de 85 km/h en 10s. ¿Sería diferente la cantidad de energía trasferida al vehículo si acelerará en 5s hasta la misma velocidad?
R= Si sería diferente debido a la diferencia de tiempo en que se efectuaría la transferencia de energía. =12( 22 12)(1 / 1000 2/ 2) ̇= Con estas dos fórmulas podemos conocer la cantidad de energía transferida al vehículo; en esta casa tendremos valores en función de la m ya que no la conocemos.
SUSTANCIAS PURAS, PROCESOS DE CAMBIOS DE FASE, DIAGRAMAS DE PROPIEDADES
1.- Un tanque de propano está lleno de una mezcla de propano líquido y vapor. ¿Se puede considerar que el contenido de este tanque sea una sustancia pura? Explique por qué.
R= Si, por ser una mezcla el cual como la comisión de la fase de propano es la misma
2.- ¿Cuál es la diferencia entre líquido saturado y líquido comprimido?
R= el líquido saturado es aquel líquido a la temperatura y presión de la transición ; el comprimido no es cercano a la presión de transición de fase al estado gaseoso.
3.- ¿Cuál es la diferencia entre vapor saturado y vapor sobrecalentado?
R= vapor saturado pierde temperatura y condensa y el sobrecalentado es lo contrario
4.- ¿hay diferencia entre propiedades intensivas del vapor saturado a determinada temperatura, y del vapor que forma parte de un vapor húmedo a la misma temperatura?
R= no hay.
5.- si aumenta la presión de una sustancia durante un proceso de ebullición ¿aumentará también la temperatura, o permanecerá constante? ¿Por qué?
R=Aumenta porque la temperatura de ebullición depende y van de la mano con la presión.
Porque esos dos puntos van de la mano entonces si uno aumenta el otro también
7.-¿Cuál es la diferencia entre punto crítico y punto triple?
R= En el crítico la cantidad de líquido es la misma que la cantidad de gas, mientras en el punto crítico existen las 3 fases que son líquido, sólido y gaseoso
8.- ¿es posible tener vapor de agua a -100 C?
R= no, vapor de agua empezamos a tener a partir de 1000 C que es el punto de saturación del agua y empieza a evaporarse y a 00c el agua camia de estado empieza a congelarse entonces jamás habría vapor; si fuera un gas seria distinto.
9.- Una señora cocina carne para su familia, en una cacerola a) destapada, b) tapada con tapa ligera, c) una tapa pesada. ¿En cuál será más corto el tiempo de cocinado? ¿Por qué?
R= la pesada, porque es más difícil que haya fuga de presión entonces aumenta la temperatura entonces eso hace que el cocimiento de ese alimento se realice más rápido
10.-¿En que difiere el proceso de ebullición a presiones supercríticas del proceso de ebullición a presiones suscriticas?
R= en las presiones supercríticas no existe un proceso de cambio de fase distinta , es decir, el líquido se expande de manera uniforme y poco a poco en un vapor mientras que a presiones suscriticas siempre hay una superficie distinta entre las fases.
Tablas de propiedades
11.- Una olla con tapa que ajusta perfectamente, se pega con frecuencia despes de cocinar y es muy difícil destaparla cuando la olla se enfría. Explique por qué sucede eso , y que haría para quitar la tapa
R= se pega con frecuencia por el vacío que se genera en el interior de la olla de una manera facial de quitarla , es recalentar la comida cuando la temperatura se eleva a punto de ebullición y así la presión se elevara al nivel atmosférico y por eso la tapa sale
12.- se sabe bien que el aire caliente en un ambiente frio sube. Ahora imagine una mezcla caliente de aire y gasolina, en la parte superior de un recipiente con gasolina ¿Cree usted que esta mezcla suba en un ambiente frio ?
R= La masa molar de la gasolina es mucho mayor a la masa del aire, hasta que el vapor de la gasolina se establezca de una vez para aumentar, incluso si es una temperatura mucho más alta que le aire circundante, entonces lo probable que se aumentara una vez el ambiente este fresco
13.- William Cullen fabrico hielo en escocia en 1775 evacuando al aire en un tanque de agua. Explique como funciona ese proceso y como se podría hacer mas eficiente
R= El hielo se puede hacer por elevación de aire en un tanque de agua , durante la evacuación , el vapor también se ladea hacia afuera y por lo tanto la presión del vapor ala superficie del agua en el tapón . esta diferencia de presión es la fuerza impulsada de vaporización y obliga a que el líquido se evapore , sin embargo el líquido debe absorber el calor de la vaporización antes de que se vaporice , este proceso se puede ser mas eficiente mediante el aislamiento del tanque , también de modo que el calor de la vaporización viene esencialmente del agua
14.- ¿Debe ser igual la cantidad de calor absorbido cuando hierve 1kg de agua saturada a 100°C ?
R= si , si no podemos crear energía alternativa para vaporizar y condensar una sustancia
15.- ¿Tiene algún efecto el punto de referencia seleccionado para una sustancia sobre un análisis termodinámico? ¿Por qué?
R= No porque el análisis termodinámico nos ocupamos de los cambios en las propiedades y los cambios son independientes del estado de referencia
16.- ¿Cuál es el significado físico de hfg? ¿Es posible obtenerlo a partir de hf y hg ? ¿Cómo?
R= hfg significa entalpia de evaporación que es la cantidad de calor requerido para transformar de agua a la temperatura de saturación . si es posible obeterlo con la diferencia de vapor saturado es decir hfg = hg-hf con la entalpia del liquido saturado
17.- ¿Es cierto que se necesita mas energía para evaporar 1kg de agua liquida saturada a 100°C que a 120°C?
R= Si es cierto para poder evaporar 1kg de agua saturada a 100°C si se necesitan 538kcal y para evaporar 1kg de agua saturada a 120°C se necesitan 525
18.- ¿Qué es la calidad ?¿tiene algún significado en la región de vapor sobrecalentado ?
R= Es la fracción de vapor en una mezcla de líquido y vapor saturado , ya que no tiene ningún sentido en la región de vapor sobrecalentado
19.- ¿Qué proceso requeire más energía evapora por completo un kilogramo de agua líquida saturada a 1 atm de presión o evaporar por completo 1kg de agua líquida saturada a 8stm de presión?
R= definitivamente vaporización de un kilogramo de agua líquida saturada a 1 atm de presión ya que la mayor sea la presión y menor es la mpg
20.- ¿cambia hfg con la presión?¿ Cómo cambia?
R= la entalpía de vaporización hpg si cambia con la presión entalpía va disminuyendo a medida que la presión aumenta acercándose a la presión del punto crítico
21.- ¿se puede expresar la calidad de vapor como la relación del volumen ocupado por la fase de vapor entre el volumen total? Explique por que
R= la cantidad de vapor es la relación entre el volumen total de la muestra y el volumen específico líquido sobre el cambio de volumen
22.- en ausencia de tablas de líquido comprimido ¿Cómo se determina el volumen específico de un líquido comprimido a determinadas condiciones de P y T?
R= el líquido comprimido se puede aproximar como un líquido saturado a una temperatura dada por lo tanto v , t p = vf*t
GAS IDEAL
23.- el propano y el etano se usan con frecuencia para calefacción en invierno y las fugas de esos combustibles, aún durante periodos cortos de incendio para los hogares ¿cuál cree usted que produce mayores riesgos de incendio? Explique por que
R= propano ( masa molar = 44,1kg/mpl ) representa un mayor riesgo de incendios que el metano( masa molar =12mpl/mol ) desde el propano es el más pesado pues el otro lado es más ligero que el aire y por lo tanto se levantara al filtrarse
24.- Bajo qué condiciones es adecuada la suposición del gas ideal para los gases reales?
R= un gas puede ser tratado como un gas ideal cuando está a una temperatura alta o baja presión con una relación a su temperatura y precisión critica
25.- Cuál es la diferencia entre R y Ru ¿Cómo se relacionan las dos?
R= Ru es una constante universal de los gases qué es el mismo para todos los gases mientras que R es la constante de gas específico qué diferente para los gases estos dos están relacionados entre si por R= Ru/M donde M es la masa molar del gas
26.- ¿Cuál es la diferencia entre masa y masa molar?¿Cómo se relacionan?
R= masa M es sumamente la cantidad de la materia, masa molar es la masa de un mol en gramos o en la masa de un Kmol en kilogramos , estos 2 están relacionados entre si por m=NM donde N es el número de moles
FACTOR DE COMPRENSIBILIDAD
27.- ¿Cuál es el significado físico del factor de compresibilidad Z?
R= es un factor de corrección que se introduce en la ecuación de estado del gas rodea para moldear el comportamiento de los gases reales los cuáles se pueden comportar como gases ideales para condiciones de baja presión y alta temperatura
28.- Cómo se definen presión reducida y temperatura reducida.
R= presión reducida se define como la presión actual P dividida entre la presión crítica Pc
Pr= P/Pc temperatura reducida se define como la temperatura actual de una a la temperatura crítica TR=T/TC
OTRAS ECUACIONES DE ESTADO
30.- ¿ Cuál es el significado físico de dos constantes que aparecen en la ecuación de Van Der Waals? ¿Con que base se determinan?
R= es una ecuación de estado de un fluido compuesto de partículas con un tamaño no despreciable y con fuerzas intermoleculares, la cual está basada en una modificación de la ley de los gases ideales para que se aproxime de manera más precisa al comportamiento de los gases reales al tener en cuenta su tamaño no nulo y la atracción entre sus partículas.
