Fisica.

llevaba de regreso a su tienda. El capitán Schultz mide 5 pies y 7 pulgadas de estatura, tiene cabello rubio, ojos azules y pesa 70 kg. ¿Qué tan alto subió? 8.

1,00 mol de agua se comprime reversiblemente en una prensa hidráulica, a la temperatura constante de 20,0ºC, desde la presión inicial P

1

=1,0 atm hasta la presión final, P

2

de 101.3 bar. Calcule el trabajo realizado en el proceso sabiendo que, a esta temperatura, el coeficiente de compresibilidad isotémico,

!

T

, vale 4,53x10

-5

atm

-1

y que la densidad es 0,9982 g/cm

3

. Puede considerar que el valor de ambas magnitudes físicas es independiente de la presión. 9.

Un sistema rodeado por paredes adiabáticas, contiene un recipiente S, con 100,00 gramos de agua a una temperatura inicial de 18,00

o

C. El recipiente S, está provisto de un agitador conectado a una masa m de 50 kg, a través de un sistema de poleas. La masa m, inicialmente descansa en la posición ho. Suponga que se deja caer esta masa m desde una altura de 10,00 m. hasta la posición final hf. Calcular la temperatura final del recipiente S 10.

Un motor de gasolina, de pistón y cilindro, completa un ciclo de trabajo en cuatro recorridos del pistón, y por ello se llama motor de combustión interna de 4 tiempos. El proceso cíclico de funcionamiento de un motor de gasolina, llamado el

Ciclo de Otto

(ver figura), es el siguiente: A y B) Se abre la válvula de admisión que permite el ingreso de la mezcla de aire y gasolina vaporizada al cilindro, mientras que el pistón se mueve hacia afuera (proceso de expansión a P atmosférica constante) Etapa 5

!

1 Admisión C) Se cierra la válvula y en ese momento el cilindro está lleno de la mezcla de combustión, la cual, sufre un proceso de compresión que podemos suponer adiabático. Esta compresión, debida a que el pistón se mueve hacia adentro, hasta un volumen muy pequeño hace que la mezcla se caliente. Etapa 1

!

2 Compresión D) Mediante algún mecanismo eléctrico (una bujía) se genera una chispa que enciende la mezcla combustible provocando una explosión que eleva mucho la temperatura y la presión. Se puede considerar que este proceso ocurre a volumen constante y es instantáneo. Etapa 2

!

3 Explosión E) Al explotar la mezcla se produce un desplazamiento (un impulso) del émbolo del cilindro, cuya fuerza se transmite a través de la biela y la manivela al cigüeñal. Esta es la etapa de realización de trabajo, mediante una expansión adiabática reversible. Etapa 3

!

4 Trabajo F) Finalmente se abre la válvula de escape y la mezcla de productos de reacción sale por el exosto. Se alcanzan de nuevo los valores de presión y de temperatura iniciales y se pierde energía en forma de calor hacia la chaqueta metálica (bloque) del motor a volumen constante.

!

Etapa 4

!

1 Escape El pistón regresa de nuevo a su posición inicial para iniciar un nuevo ciclo. Etapa 1

!

5 Represente el Ciclo de Otto en un diagrama indicador P-V. Para cada una de las etapas: 5 a 1, 1 a 2, 2 a 3, 3 a 4, 4 a 1 y 1 a 5, plantee las relaciones matemáticas que le permitirían calcular Q, W,

(

U y

(

H, a partir de los valores de P, V y T de la mezcla gaseosa en el cilindro. A partír de estas relaciones deduzca una relación que le permita evaluar la eficiencia,

)

, de este motor, sabiendo que la eficiencia se calcula mediante la expresión:

CICLO IN

W Q

!

=

...