TALLER DE TEMPERATURA, CALOR Y LEYES TERMODINÁMICAS

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1 TALLER DE TEMPERATURA, CALOR Y LEYES TERMODINÁMICAS MULTIPLE CHOICE. Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question. 1) Express a body temperature 98.6 F in Celsius degrees. 1) A) 37.0 C B) 72.6 C C) 45.5 C D) 66.6 C 2) Platinum melts at 3215 F. What is the corresponding temperature in the Kelvin scale? 2) A) 2207 K B) 3215 K C) 2296 K D) 2135 K E) 2041 K 3) Una varilla de aluminio tiene 20.0 cm de largo y otra de acero tiene 90.0 cm de largo cuando ambas varillas tienen una temperatura de 15 C. Las dos varillas tienen el mismo diámetro. Ambas están unidas de punta a punta y forman una varilla de cm de largo. Los coeficicentes de expansión lineal del aluminio y el acero son 2.4 x 10-5 K -1 y 1.2 x 10-5 K -1, respectivamente. La temperatura se eleva a 75 C. El incremento en la longitud de las varillas unidas, en mm, corresponde a: A) 1.0 B) 0.84 C) 0.94 D) 0.75 E) ) 4) The coefficient of linear expansion of steel is K-1. What is the change in length of a 25-m steel bridge span when it undergoes a temperature change of 40 K from winter to summer? A) 1.8 cm B) 1.4 cm C) 1.2 cm D) 2.0 cm E) 1.6 cm 4) 5) Un contenedor de metal de 200 g, aislado de la parte exterior, contiene 100 g de agua en equilibrio térmico a 22 C. Un cubo de hielo de 21 g, a punto de fusión, se cae en el agua, y cuando el equilibrio térmico se alcanza la temperatura es 15 C. Considerar que el calor no se intercambia con los alrededores. La capacidad calorífica para el agua, es de 4190 J/kg K y el calor de fusión es 3.34 x 105 J/kg. La capacidad calorífica específica del metal corresponde a: A) 4450 J/kg K B) 5450 J/kg K C) 2730 J/kg K D) 3850 J/kg K E) 4950 J/kg K 5) 6) Cuanto calor se debe adicionar a un bloque de hielo de 8 kg a -16 C para transformarlo en agua a 17 C? A) 260 kcal B) 840 kcal C) 200 kcal D) 900 kcal E) 770 kcal 6) 7) En la ecuación pv = nrt, 7) A) T se mide en grados Celsius. B) R es la resistencia del sistema C) n es el número de moles del gas. D) V es la velocidad del gas que fluye. E) R tiene distintos valores para gases diferentes. 8) How much heat is required to raise the temperature of a 225-g lead ball from 15.0 C to 25.0 C? The specific heat of lead is 128 J/kg K. A) 576 J B) 217 J C) 145 J D) 725 J E) 288 J 8)

2 9) The melting point of aluminum is 660 C, its latent heat of fusion is J/kg, and its specific heat is 900J/kg K. How much heat must be added to 500 g of aluminum originally at 27 C to completely melt it? A) 273 kj B) 147 kj C) 395 kj D) 14 kj E) 485 kj 9) 10) Un tanque de 24 litros contiene gas de helio a 27 C y a una presión de 22.0 Atm. Cuántos moles de gas hay en el tanque? A) 17.5 moles B) 238 moles C) 21.5 moles D) 138 moles E) 76.0 moles 10) 11) The figure shows a pv diagram for 2.6 g of ideal helium gas that undergoes the process Find the value of volume V3. The atomic mass of helium is 4.0 g/mol, and R = 8.31 J/mol K. 11) A) 50 L B) 27 L C) 99 L D) 12 L 12) Un cilindro acoplado a un pistón móvil contiene gas a 27 C, presión de 0.50 x 105 Pa, y volumen de 1.25 m3. Cuál será la temperatura final si el gas se comprime a 0.80 m3 y la presión se eleva a 0.82 x 105 Pa? A) 41.8 C B) 154 C C) 246 C D) 67.7 C E) 125 C 12) 13) Una compresión, a presión constante de 90 kpa, se realiza sobre 8.0 moles de un gas ideal monoatómico (Cv = 3/2 R). La compresión reduce el volumen del gas de 0.26 m3 a 0.12 m3. El cambio en la energía interna del gas, en kj, corresponde a: A) 32 B) -19 C) 19 D) cero E) ) 14) Una compresión, a presión constante de 190 kpa, se realiza sobre 5.0 moles de un gas ideal monoatómico (Cv = 3/2 R). La compresión reduce el volumen del gas de 0.19 m3 a 0.12 m3. El trabajo realizado por el gas, en kj, corresponde a: A) -13 B) 13 C) cero D) 33 E) )

3 Figura ) En la Figura 19.1, se lleva a cabo un proceso cíclico en un gas. Cuál de los enunciados siguientes es correcto? A) El trabajo realizado en el proceso es igual al área bajo la curva adc. B) El trabajo realizado en el proceso es igual al área bajo ab excepto en el área bajo dc. C) El trabajo realizado en el proceso es igual a cero. D) El trabajo realizado en el proceso es igual bajo la curva abc. E) El trabajo realizado en el proceso es igual al área incluida en el proceso cíclico. 15) Figura ) En la Figura 19.2, un gas ideal es arrastrado al rededor de un proceso cíclico. Cuanto trabajo se realizó en un ciclo si Po = 2 atm. y Vo = 5.00 litros? A) 404 J B) 1900 J C) 2020 J D) 4040 J E) 1010 J 16) 17) Un gas ideal es contenido en un recipiente de volumen V a una presión P. Bajo dichas condiciones la velocidad promedio de una molécula del gas es v. Si cambian el volumen y la presión a 2V y 2P, la velocidad promedio de una molécula será. A) v/4 B) 2v C) v D) 4v E) 1/2 v 17) 18) Para un gas ideal la energía interna U depende únicamente de 18) A) temperatura. B) presión. C) entropía. D) volumen. E) la cantidad de calor que se le adiciona.

4 19) The figure shows a pv diagram for an ideal gas that is carried around a cyclic process. How much work is done in one cycle if p0 = 4.00 atm and V0 = 3.00 L? (1.00 atm = 101 kpa) 19) A) 4850 J B) 485 J C) 2420 J D) 2280 J E) 1210 J 20) 59 moles de helio líquido se vaporizan a su punto de ebullición de 4.22 K, a presión atmosférica. El calor de vaporización del helio, a presión atmosférica es de 2.09 x 105 cal. El cambio en la entropía del helio, al vaporizarse, en unidades del SI, corresponde a: A) 18,000 B) 24,000 C) -12,000 D) -18,000 E) 12,000 20) Figura ) En la figura 20.4, un gas inicialmente está a P1, V1 cambia su volumen y la presión es reversible, de tal manera que se mueva a lo largo de la trayectoria que se muestra aquí. El trabajo neto realizado por el gas en un ciclo, corresponde a: A) (P2 - P1) * (V2 - V1) B) P2V 2 - P1V1 C) P2(V2 - V1) D) P1V1 E) V2(P2 - P1) 21) 22) An ideal gas undergoes the process a b c a shown in the pv diagram. In this figure, Pa = Pc = Pa, Vb = Vc = L, Va = 35 L, and Pb = Pa. How much work is done by the system in this process? 22) A) 3300 J B) 3800 J C) 2800 J D) 2300 J E) 3000 J

5 23) La eficiencia de un motor de Carnot que opera entre los T 323 C y 700 C es 23) A) 32.3% B) 53.3% C) 61.6% D) 38.3% E) 61.7% 24) In an isochoric process, the internal (thermal) energy of a gas decreases by 50 J. How much work is done by the gas during this process? A) 50 J B) -25 J C) 25 J D) 0 J E) -50 J 24) 25) A container of ideal gas at STP undergoes an isothermal expansion and its entropy changes by 3.7 J/K. How much work does it do? A) J B) 0.0 J C) J D) J E) J 25)