Física control 6.Termodinámica

Termodinámica

Víctor Manuel Reyes Romo

Física

Instituto IACC

19 de Abril de 2015

Desarrollo

INSTRUCCIONES: Desarrolle claramente cada uno de los tópicos solicitados, si es necesario apóyese por esquemas y/o gráficos.

1. ¿Por qué es que en el estudio de la termodinámica se considera la Energía Cinética Media y no directamente la Energía Cinética?

   La teoría Cinética de los Gases dice que: La Energía Cinética Media es proporcional a la temperatura expresada en grados Kelvin. Esta rama de la física describe las propiedades térmicas

     La teoría cinética de los gases dice que: La Energía Cinética Media es proporcional a la temperatura expresada en grados Kelvin. Esta rama de la física describe las propiedades térmicas de los gases, estos sistemas contienen escasos números de átomos y/o moléculas y la forma razonable de comprender sus propiedades térmicas con base en la mecánica molecular, es encontrar determinadas cantidades dinámicas de tipo promedio y relacionar las propiedades físicas observadas del sistema, con estas propiedades dinámicas moleculares en promedio. Cabe mencionar que un gas posee moléculas, las cuales tienen diferente energía cinética, por consiguiente es necesario trabajar con la velocidad promedio del sistema.

1. ¿A qué se debe el que la constante universal de los gases, R, posea más de un valor y cómo se puede llegar de un valor a otro?

  El valor de R (Constante Universal de los Gases) depende de las unidades de medidas utilizadas al medir la presión y el volumen, entonces podemos llegar de un valor a otro realizando conversión de unidades.

1. Basándose en la constante universal de los gases, R, calcule a cuántos litros‐atmósferas equivale un joule.

                                             1atml  =  101,325J

                                                X     =   1J

                                                X     =   9,87 x 103 atml

1. ¿Cuál es la cantidad mínima de variables necesarias para definir un sistema? ¿Por qué?

 Para definir un sistema se necesitan dos variables pudiendo ser estas la presión, el volumen o la temperatura. En un gas, estas variables están relacionadas mediante la fórmula:

P • V = h • R • t, así  se deja la tercera variable como una constante, siendo necesario como mínimo 2 variables.

1. ¿Qué aplicación tiene el ciclo de Carnot en las máquinas actuales?

  Existe un límite absoluto para el rendimiento de cualquier máquina térmica, que es el rendimiento  de una máquina imaginaria, perfecta, y reversible cuyo proceso de funcionamiento se conoce como ciclo de Carnot. El rendimiento de una maquina térmica de Carnot, so

Lo se decide de las temperaturas máxima y mínima  en las que trabaja, a lo que dado estas dos temperaturas su cálculo es trivial.

     Los motores a gasolina y diésel son máquinas térmicas debido a que el  primero usa una chispa para encender la mezcla de combustible y aire, y el segundo utiliza la compresión del aire para luego inyectar el combustible y provocar la explosión. Por lo tanto están limitadas por el máximo absoluto de Carnot, pero su funcionamiento es sustancialmente distinto y la definición, menos eficiente que el de la máquina reversible y perfecta por muchos motivos.

1. ¿A qué se debe que en la termodinámica el trabajo se considere negativo?, ¿cuándo podría considerarse positivo?

     En termodinámica se considera el trabajo negativo cuando este entra en el sistema termodinámico, y se considera positivo cuando sale del sistema, debemos mencionar que desde el punto de vista termodinámico, en un sistema cerrado la variación total de energía interna es igual a la suma de las cantidades de energía comunicadas del sistema en forma de calor y trabajo.

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