1-1C ¿Por qué un ciclista acelera al ir pendiente abajo, aun cuando no esté
pedaleando? ¿Viola eso el principio de la conservación de la energía? En un camino de descenso de la energía potencial del ciclista se convierte en energía cinética , y por lo tanto el ciclista se acelera . o !ay creación de energía , y por lo tanto no !a !abido violación del principio de conservación de la energía. 1-2C "na de las cosas m#s divertidas que puede e$perimentar una persona es
que en ciertas partes del mundo, un automóvil inmóvil, al ponerlo en punto muerto, sube por una pendiente cuando quita el %reno. Esos sucesos !asta se di%unden por &V. ¿Puede realmente suceder eso, o es alguna ilusión óptica? ¿'ómo se puede veri(car si la carretera realmente es de subida o de bajada? "n coc!e va cuesta arriba sin el motor en marc!a aumentaría la energía del coc!e, y por lo tanto sería una violación de la primera ley de la termodin#mica . Por lo tanto , esto no puede suceder . El uso de un medidor de nivel ) un dispositivo con una burbuja de aire entre dos marcas de un tubo de agua !ori*ontal + puede demostrarse que la carretera que se ve cuesta arriba para el ojo es en realidad cuesta abajo. 1-3C "n o(cinista dice que una ta*a de ca%é %río en su escritorio se calentó
!asta - ', al tomar energía del aire que lo rodea, que est# a /0 '. ¿1ay algo de verdad en su aseveración? ¿Viola ese proceso alguna de las leyes de la termodin#mica? o !ay verdad a su reclamación. 2e viola el segundo principio de la termodin#mica Masa, fuerza y unidades 1-4C En un artículo periodístico se a(rma que una m#quina de turboventilador
con engranes produce 30 --- libras de empuje para impulsar !acia adelante la aeronave. ¿4a 5libra6 que se menciona aquí es lbm o lb%? E$plique. El 7 libra 7 mencionado aquí debe ser 7 lb% 7, ya que es una %uer*a de empuje y el lb% es la unidad de %uer*a en el sistema 8nglés . "sted debe conseguir en el !#bito de no escribir nunca la unidad 7 libra 7 , pero siempre utili*ar 7 lbm 7 o 7 lb 7 adecuada ya que las dos unidades tienen di%erentes dimensiones. 1-5C E$plique por qué la dimensión del a9o:lu* es longitud.
En esta unidad, la palabra lu* se re(ere a la velocidad de la lu* . 4a unidad de a9o:lu* es entonces el producto de una velocidad y tiempo. Por lo tanto, este producto %orma una dimensión distancia y la unidad . Sistemas, propiedades, estado y procesos 1-19C 2e le solicita a usted !acer el an#lisis metabólico )de energía+ de una
persona. ¿'ómo de(niría usted el sistema para estos (nes? ¿;ué tipo de sistema es?
Este sistema es una región del espacio o sistema abierto en el que la masa tales como aire y los alimentos pueden cru*ar su límite de control. El sistema también puede interactuar con el entorno mediante el intercambio de calor y el trabajo a través de su límite de control.
alternativo )de cilindro:émbolo+ de aire. ¿;ué sistema usaría usted? ¿;ué tipo de sistema es? El sistema se toma como el aire contenido en el dispositivo de pistón:cilindro. Este sistema es un sistema de masa cerrado o (jo ya que ninguna masa entra o sale de ella. 1-21C ¿'ómo podría usted de(nir un sistema para estudiar el agotamiento de
o*ono en las capas superiores de la atmós%era terrestre? 'ualquier porción de la atmós%era que contiene la capa de o*ono %unciona como un sistema abierto para estudiar este problema. "na ve* que se selecciona una parte de la atmós%era, !ay que resolver el problema pr#ctico de la determinación de las interacciones que se producen en las super(cies de control que rodean volumen de control del sistema. 1-22C ¿'u#l es la di%erencia entre propiedades intensivas y e$tensivas?
Propiedades intensivas no dependen del tama9o )e$tensión+ del sistema, pero e$tensas propiedades !acen. 1-23C ¿El peso de un sistema es una propiedad e$tensiva o intensiva?
2i tuviéramos que dividir el sistema en porciones m#s peque9as, el peso de cada porción también sería menor. Por lo tanto, el peso es una propiedad e$tensiva. 1-24C El volumen especí(co molar de un sistema
V =
se de(ne como la relación del volumen del sistema con respecto al n>mero de moles de una sustancia contenidos en el sistema.¿sta es una propiedad e$tensiva o intensiva? si nos vamos a dividir este sistema en un medio , tanto el volumen como el n>mero de moles contenidos en cada medio sería uno : mitad de la del sistema original. El volumen especí(co molar del sistema original es y el volumen especí(co molar de uno de los sistemas m#s peque9os es que es la misma que la del sistema original . El volumen especí(c o molar es entonces una propiedad intensiva . 1-25C Para que un sistema esté en equilibrio termodin#mico ¿deben ser
iguales la presión y la temperatura en todos sus puntos?
Para que un sistema esté en equilibrio termodin#mico , la temperatura tiene que ser el mismo en todo pero la presión no lo !ace. 2in embargo , no debe !aber %uer*as de presión desequilibrados presentes. 4a presión aumenta con la pro%undidad en un @uido , por ejemplo, debe ser equilibrada mediante el aumento de peso. 1-26C ¿;ué es un proceso de cuasiequilibrio? ¿'u#l es su importancia en
ingeniería? "n proceso durante el cual un sistema permanece casi en equilibrio en todo momento se llama un proceso cuasi:equilibrio .
"n proceso en el que la temperatura permanece constante se llama isotérmicoB un proceso durante el cual la presión se mantiene constante se llama isob#ricaB y un proceso durante el cual el volumen permanece constante se llama isócoro. 1-2C ¿'u#l es el postulado de estado?
El estado de un sistema simple compresible est# completamente especi(cado por dos propiedades independientes, intensivos. 1-29C ¿'ómo describiría usted el estado del agua en una ba9era? ¿'ómo
describiría usted el proceso que su%re esta agua al en%riarse? 4a presión y la temperatura del agua se utili*an normalmente para describir el estado. 'omposición química, super(cie coe(ciente de tensión, y otras propiedades pueden ser necesarios en algunos casos. 'omo el agua se en%ría, su presión se mantiene (jo. Este proceso de en%riamiento es entonces un proceso isob#rico. 1-30C Cl anali*ar la aceleración de gases al @uir por una boquilla, ¿qué elegiría
como sistema? ¿;ué tipo de sistema es éste? Cl anali*ar la aceleración de los gases a medida que @uyen a través de una boquilla, la elección adecuada para el sistema es el volumen dentro de la boquilla, delimitada por toda la super(cie interior de la boquilla y la entrada y salida secciones transversales. Este es un volumen de control ya que la masa cru*a el límite. 1-31C ¿;ué es un proceso de @ujo estacionario?
"n proceso se dice que es de @ujo estable si implica no !ay cambios con el tiempo en cualquier lugar dentro del sistema o en los límites del sistema. !emperatura
1-33C ¿'u#l es la ley cero de la termodin#mica?
4a ley cero de la termodin#mica establece que dos cuerpos est#n en equilibrio térmico si ambos tienen la misma lectura de la temperatura , incluso si no est#n en contacto. 1-34C ¿'u#les son las escalas ordinaria y absoluta de temperatura, en el 28 y
en el sistema inglés? 2on 'elsius ) '+ y Delvin ) + en el 28 , y Fa!ren!eit ) F+ y GanDine )G + en el sistema 8nglés . 1-35C "n termómetro de alco!ol y uno de mercurio indican e$actamente - '
en el punto de congelación, y 3-- ' en el punto de evaporación. 4a distancia entre los dos puntos se divide en 3-- partes iguales, en ambos termómetros. ¿'ree usted que esos termómetros indicar#n e$actamente lo mismo a una temperatura de, por ejemplo, H- '? E$plique por qué. Probablemente, pero no necesariamente. El %uncionamiento de estos dos termómetros se basa en la e$pansión térmica de un @uido. 2i los coe(cientes de dilatación térmica de ambos @uidos varían linealmente con la temperatura , a continuación, ambos @uidos se e$pandir# a la misma velocidad con la temperatura, y ambos termómetros siempre dar lecturas idénticas. Ae lo contrario, las dos lecturas pueden desviarse . "resi#n, man#metro y $ar#metro 1-43C ¿'u#l es la di%erencia entre presión manométrica y presión absoluta?
4a presión relativa a la presión atmos%érica se llama la presión manométrica, y la presión relativa a un vacío absoluto se llama presión absoluta. 1-44C En una revista se dijo que unos médicos midieron la presión sanguínea
de 3-- adultos, usando dos posiciones del bra*o distintasI paralelas al cuerpo )a lo largo del tronco+ y perpendicular al cuerpo )!acia adelante+. 4as indicaciones en la posición paralela %ueron !asta 3- por ciento mayores que en la posición perpendicular, independientemente si el paciente estaba parado, sentado o acostado. E$plique la posible causa de esta di%erencia. 4os vasos sanguíneos son m#s restringido cuando el bra*o es paralelo al cuerpo que cuando el bra*o es perpendicular al cuerpo. Para un volumen constante de sangre para ser descargada por el cora*ón, la presión arterial debe aumentar para superar el aumento de la resistencia a @uir. 1-45C "na persona dice que la presión absoluta en un líquido de densidad
constante aumenta al doble cuando la pro%undidad aumenta al doble. ¿Est# usted de acuerdo? E$plique por qué. o, la presión absoluta en un líquido de densidad constante no duplicar cuando se duplica la pro%undidad. Es la presión manométrica que se duplica cuando se duplica la pro%undidad.
1-46C 2e cuelga un cubo diminuto de acero en agua, con un !ilo. 2i la longitud
de los lados del cubo es muy peque9a ¿cómo compararía usted las magnitudes de las presiones sobre las caras superior, in%erior y laterales del cubo? 2i las longitudes de los lados de la peque9a cubo suspendido en agua por una cadena son muy peque9as, las magnitudes de las presiones sobre todos los lados del cubo ser# el mismo. 1-47C Enuncie la ley de Pascal, y proporcione un ejemplo de ella en el mundo
real. Estados el principio de Pascal que la presión aplicada a un @uido con(nado incrementa la presión en todo momento por la misma cantidad. Esto es una consecuencia de la presión en una constante restante @uido en la dirección !ori*ontal. "n ejemplo de principio de Pascal es el %uncionamiento del gato del coc!e !idr#ulico.
