Tercer Parcial de Física I Dic. 2, 1999 Termometría y Termodinámica

Transcripción

1 Terer Parial de Físia I Di. 2, 1999 Termometría y Termodinámia 1. Un Mol de un gas ideal monoatómio tiene un volumen 0 =25L, presión =1 At, realiza un ilo omo el desripto en la figura 1. P Adiaátio a= Estado Iniial 0 a) Calular la Temperatura T 0 en el estado iniial (a). ) Calular la Temperatura T en el estado (), suponiendo que P =3. ) Calular T y. d) Calular P e) El traajo W total realizado en el ilo. 2) Un vaso de aluminio de 2 mm de espesor y diámetro de su ase d=10 m se enuentra apoyado sore una fuente de alor a T f =200ºC. El vaso ontiene 1/2 L de agua originalmente a la temperatura de 100ºC. a) Cuanto tiempo tardará el agua en evaporarse totalmente del vaso si el alor latente de agua es Lev= 540 al/g y la ondutividad del Al es K al =240 J/m-s-ºC. ) Cuál es la variaión de entropía del agua en este proeso?. 3) Una haitaión de 4mx4m y 2.2m de altura, esta onstruida de ladrillo de 30m de espesor. Tiene dos aerturas de vidrio de 4mm de espesor y superfiie total (de amas) es de 3 m 2. Si se desea mantener la misma a 25ºC uando en el exterior hay a 0ºC, alular la potenia de la estufa que se neesita, suponiendo que: a) la perdida de alor sólo tiene lugar en las aerturas. ) en las aerturas y la pared ) Cómo se omparan las perdidas de la aerturas on las de la pared?. k_vidrio. k_ladrillo=0.84 J/s.m.ºC. Pregunta 1. - Indique laramente las hipótesis ásias de la Teoría Cinétia de los gases. Pregunta 2. - Cuál fue el motivo por el ual fue desarrollada la Teoría Cinétia, o qué es lo que pretende expliar esta teoría?

2 Terer Parial de Físia I (Re) Julio Termometría y termodinámia 1.- Un Mol de un gas ideal diatómio tiene un volumen 0, presión, realiza un ilo omo el desripto en la figura 1. P Isotérmio a= Estado Iniial 0 a) Calular la Temperatura T 0 en el estado iniial (a). ) Calular la Temperatura T en el estado (), suponiendo que P = R., on R onoido. ) Calular T y. d) Calular P e) El traajo W total realizado en el ilo. f) El rendimiento η de este ilo. Cómo se ompara on el rendimiento de una máquina de Carnot que opere entre la temperatura máxima y mínima? g) Realizar un diagrama S-T para este ilo, indiando los saltos a-, - y -a. (Calule el valor de los amios de entropía para estas transiiones).

3 Terer Parial de Físia I (Re) Julio Termometría y termodinámia 1- Explique a) por qué aumenta la temperatura de la punta de un inflador de iileta uando se lo usa para inflar una rueda. ) Es posile enfriar una haitaión donde hay una heladera, ariendo la puerta de la misma? 2- Dos moles de un gas ideal monoatómio se haen pasar por el ilo a mostrado en la figura 2. El proeso es una expansión adiaátia reversile. Tamién, P = 10.4 Atm, = 1.22 m 3, y = 9.13 m 3. Calule (a) el alor añadido al gas en ada etapa y el total en el ilo, () el alor que sale del gas, ( en qué partes del ilo?) () el traajo neto efetuado por el gas en el ilo y el efetuado en ada etapa. y (d) la efiienia del ilo. P Adiaátio a FIGURA 2 3- Un olla aluminio de 4 mm de espesor y diámetro de su ase d=10 m se enuentra apoyado sore una fuente de alor a T f =300ºC. La olla ontiene 1/2 L de agua originalmente a la temperatura de 0ºC. a) Cuanto tiempo tardará el agua en llegar a 100ºC )Cuanto tiempo adiional tardará para que el agua se evapore totalmente. El alor latente de agua es Lev= 540 al/g y la ondutividad del Al es K al =240 J/m-s- ºC. ) Cuál es la variaión de entropía del agua en este proeso?. 4- Cite al menos dos proesos, que oedeiendo la primera ley de la termodinámia, peor no ourren en realidad ya que violarían la segunda ley. Analie detalladamente omo aplia la primera y segunda ley en los proesos menionados.

4 Examen Final de Termometría y Termodinámia Pregunta 1. - Indique laramente las hipótesis ásias de la Teoría Cinétia de los gases. Pregunta 2. - Cuál fue el motivo por el ual fue desarrollada la Teoría Cinétia, o qué es lo que pretende expliar esta teoría? Pregunta 3. - Presente revemente, sin exeder una arilla la demostraión de la teoría inétia. Pregunta 4. - Enunie revemente la 1ra y 2da Ley de la termodinámia. Pregunta 5. - Desria al menos dos experimentos de físia que demuestren la esenia de ada una de estas leyes. Explique donde entran ada una de estas leyes en la expliaión de dihos fenómenos. Pregunta 6. - Por qué es neesario la 2da ley de la termodinámia? Enunie al menos dos fenómenos físios que según la 1ra Ley serían posiles pero que no ourren. Pregunta 7. - Como explia porque fluye alor de un uerpo aliente a otro frío y no al revés. Pregunta 8. - Un Mol de un gas ideal diatómio tiene un volumen 0, presión, realiza un ilo omo el desripto en la figura 1. P Isotérmio a= Estado Iniial 0

5 a) Calular la Temperatura T 0 en el estado iniial (a). ) Calular la Temperatura T en el estado (), suponiendo que P = R., on R onoido. ) Calular T y. d) Calular P e) El traajo W total realizado en el ilo. f) El rendimiento η de este ilo. Cómo se ompara on el rendimiento de una máquina de Carnot que opere entre la temperatura máxima y mínima? g) Realizar un diagrama S-T para este ilo, indiando los saltos a-, - y -a. (Calule el valor de los amios de entropía para estas transiiones). Pregunta 9. - Un vaso de aluminio de 2 mm de espesor y diámetro de su ase d=10 m se enuentra apoyado sore una fuente de alor a T f =200ºC. El vaso ontiene 1/2 L de agua originalmente a la temperatura de 100ºC. a) Cuanto tiempo tardará el agua en evaporarse totalmente del vaso si el alor latente de agua es Lev= 540 al/g y la ondutividad del Al es K al =240 J/m-s-ºC. ) Cuál es la variaión de entropía del agua en este proeso?.