Trabajo Adicional

EXAMEN MODELO N°1-2017-I

Asignatura :

Apellidos : Mendoza Villarroel Nombres : Jeancarlos Luis Fecha: 15/11/2017 15/11/2017 Duración: 80 min

TERMODINAMICA

INSTRUCCIONES: Resuelva cada ejer cicio considerando: Orden y su procedimiento científico justificado. Use solo lapiceros y calculadoras no programables Coloque en cuadro sus respuestas con su respectiva unidad de medida, Prohibido el uso de formularios, o material de consulta, no usar ningún aparato electrónico que no sea calculadora -

I.

II.

INDIQUE LA VERACIDAD O FALSEDAD FALSEDAD DE LAS LAS PROPOSICIOES. PROPOSICIOES. (0.5 c/u) y (-0.5 c/u errado) 1.

Las sustancias impuras son irreversibles, tales como petróleo, la leña

(V)

2.

Si se aumenta presión de un gas que esta a temperatura constante, entonces su volumen disminuye

3.

La densidad es una propiedad extensiva

4.

Según Avogadro, el volumen es inversamente proporcional al número de moles

5.

El sistema que no puede intercambiar intercambiar materia ni energía con sus alrededores alrededores se llama Sistema Cerrado. (F)

(V)

(F ) (F)

Marque la alternativa correcta 6.

Correlacione: A.

Frontera diatérmica (II)

-

I. intercambia energía pero no masa

B.

Sistema abierto(III)

C.

Frontera impermeable(IV)

-

III. Intercambia masa y energía

D.

Sistema cerrado(I)

-

IV. No deja pasar masa

E.

Frontera móvil (VI)

F.

Sistema aislado(V)

a)

A-VI, B-II

b)

C-V, D-I

c)

E-VI, F-II

d)

B-I

e)

F-III

-

II. Deja pasar calor

-

V. No intercambia masa ni energía VI. Reduce volumen o aumenta volumen el sistema termodinamico

Ninguna es correcta …revisar

7.

8.

9.

La(el) ……………….es una (un) ……………….. con el fin de ……………………………….. a)

Estado-concepto estudiado-represntar puntos en el espacio

b)

Termodinámica-ciencia Termodinámica-cienci a estudiada-entender las sutancias puras

c)

Equilibrio-concepto estudiado-reconocer cuando un sistema está en reposo

d)

Sistema termodinámico-espacio reservado-hacer un estudio energético

e)

Sistema-propiedad-estudiar

Un “sistema ……………………….” Es un volumen de control  y un “sistema ………………” ………………” es una masa de control .

a)

Cerrado-abierto

b)

Abierto-cerrado

c)

Aislado-cerrado

d)

Aislado-abierto

e)

Adiabático-cerrado

Una variable extensiva se define como:

a)  Aquella que se extiende por todo el sistema b)  Aquella cuyo valor depende de lo extensa que sea la superfic superficie ie del sistema. c)  Aquella que depende de la masa del sistema d)  Aquella que no depende de la masa del sistema sino del punto del mismo en el que se mida. e) NA 10. Una olla de presión cocina más rápido los alimentos porque en ella aplica la ley de: a) Charles b) Gay lusac c)  Avogadro d) Boyle-Mariot

Exigencia académica para grandes cambios.

III.

RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS

11. 5kg de Aire en forma de gas ideal se realiza los siguientes procesos 1-2 expansión isobárica 2-3 expansión isotérmica Si se sabe que v3=4v2=6v1, T1=100 K y P1=600kPa, determine las propiedades faltantes

 A ir e (g as ideal) Condiciones iniciales: m=5Kg P1=600 KPa T1=100 K R=0.287 KJ/Kg.K Si  =  =

 

=

50.287100 600

= 0.23923

(1-2) isobárico: P=cte. P1=P2=600KPa    4 = 6

=

 



 = 0.2392=0.3588 m3 

  = 6   4  4 100 = 6   = 150 

(2-3) isotérmico: T=cte. T2=T3=150K   = 4 =1.4352 m3   =   600 =  4 600 =  4  = 150 

P(KPa) 600 600 150

Est 1 Est 2 Est 3

T(K) 100 150 150

V(m3) 0.2392 0.3588 1.4352

12. Un tanque de 1 m3 que contiene aire a 25 °C y 500 kPa se conecta por medio de una válvula, a otro tanque que contiene 5 kg de aire a 35 °C Y 200 kPa. Después se abre la válvula y se deja que todo el sistema alcance el equilibrio térmico con el medio ambiente que se encuentra a 20 °C. Determine el volumen del segundo tanque y la presión final del aire.

Tanque A

Tanque B

Tanque A  =  =

 

  500 13

0.287298.16   = 5.843 

Tanque B  =  =

  

 0.287308.165

200  = 2.211 3

Volumen final del sistema  =  +   = 1 + 2.211  = 3.211 3

Masa final del sistema  =  +   = 5.843 + 5  = 10.843

Temperatura final  = 20° = 293.16

Presión final del sistema  =

 =

  

 10.8430.287293.16 3.211  = 284.116

13. La presion inicial de 3kg de helio es de 200 kPa a la temperatura de 20°C. calcule las propieda des faltantes si el gas se expande politropicamente con n=2.5 hasta triplicar su volumen. Datos: Para el helio R=2.077 KJ/Kg-k Estado 2 E s tado 1 m=3Kg P1=200KPa P2=12.83KPa T=20°C=293K T2=1522.47 K V1=? 9.128M3 V2=3V=27.384 m3 Solución: Usando la c. de Poisson Para hallar V1:   =    32932.077  = = = 9.128 3  200  = 3  = 27.384 3  Ahora para conocer P2, T2 y V2 usamos: si n=2.5

  = ( )− =    .− 200 1 ( ) . = ( )−.  3 200 . ( ) = 5.196  200  = = 12.83  15.5877 (



− 

)

Para temperatura:  =  (

 

)−

1  = 293( )−. = 1522.47  3

14. Un recipiente cerrado de 2 l. contiene oxígeno a 200ºC y 2 00kPa. Calcula: a) la masa de oxígeno contenidos en el recipiente. b) el número de moles en el recipiente. Datos:

K=0,08206 L.atm/mol.K V=2 l T=200°C=473K P=200KPa=1.97 atm la masa de oxígeno contenidos en el recipiente  =   =  1.972  = = 0.03206    0.2598  473 . 32        = 1    0.1015     = 3.248    b) el número de moles en el recipiente.  Aplicando la ecuación general de los gases PV=nRT podemos calcular los moles de oxígeno: a)

 =   =  1.972  = = 0.1015    0.08206 .  473 . 15. 2kg de agua se encuentra a 5000 kPa y 40°C , determine el volumen ocupado

Datos: m=2Kg P=5000 KPa T=40°C

5000 KPa

Solución: 263.94 °C Estamos hablando de líquido comprimido V=? 40°C Usando las tablas de termodinámica encontramos que el volumen específico V= 0.0010057 m3/Kg Para hallar el volumen: =

 



2 = 0.0020114   :     0.00201 3

 =  = 0.0010057