MODELOS DE PREGUNTAS DE TERMODINÁMICA (EXAMEN FINAL)

MODELOS  DE PREGUNTAS DE TERMODINÁMICA (EXAMEN FINAL)

1. ¿Por qué es incorrecto hablar de calor o trabajo contenido en un sistema?

Porque no son parámetros de estado

1. Un recipiente con agua a 300K se sitúa en un horno microondas, se conecta un minuto durante el cual comienza a hervir.¿ que signos adoptan Q,W y ΔU ?

T=300 º K = 26,5ªC

de liquido pasa a vapor, y el volumen se mantiene constante

W= P (V2 – V1)     →           V=K       o sea          V2 – V1 = 0

W=0  

Q= ∆ U + W    → W=0        → Q= ∆ U

∆ U = m  Cv o p   ∆T         →     ∆T  = T2 – T1  = 100ºC – 26,5 ºC = 73,6ªC

   Q  = es positivo +

 ∆ U   =  es positivo +

1. ¿Qué diferencia existe entre un vapor saturado a una temperatura determinada y el vapor de una mezcla saturada a la misma temperatura?

Cuando aumenta el volumen especifico disminuye la presión, y en la mezcla disminuye el volumen especifico

                                      P2[pic 2][pic 1]

T                                      P1[pic 3]

[pic 4][pic 5][pic 7][pic 6]

                                       vapor

              mezcla

[pic 8]

                                 ve[pic 9]

1. Un tanque rígido contiene un poco de agua líquida a 20ºC. El resto del tanque tiene aire atmosférico .¿Es posible que el agua hierva en el tanque sin que aumente su temperatura?, en caso de ser imposible, ¿Cómo se podría lograr?

Cuando el agua hierve el aire aumenta su temperatura

Para que hierva y no aumente la T se debe tapar el recipiente y bajar la presión

[pic 10]

      aire

                       100ªC[pic 11]

       agua        20ªC[pic 12][pic 13]

1. ¿Que es el Titulo o calidad? ¿Tiene algún significado en la región de vapor sobrecalentado?

Título es el cociente entre la masa de vapor y la masa total.

La masa total es la suma de la masa de vapor y la masa de líquido

En la región de vapor sobre calentado no tiene ningun sentido indica 100%  de vapor

X= mv  / mt            →  mt = ml + mv

1. ¿En donde se requiere más energía, cuando se vaporiza 1 kg de agua saturada a 50ºC o cuando se vaporiza 1kg de agua saturada a 75ºC? Justifique.

∆ U = m  Cv o p   ∆T         ∆T 1 = T2 – T1  = 100ºC – 50 ºC = 50ºC

                                       ∆T 2 = T2 – T1  = 100ºC – 75 ºC = 25ªC

a igual presión, necesitamos mas U a 50ºC

1. ¿En que estado se encuentra y cual es la temperatura de vapor a 5 bar de presión y entalpía 2855,4 KJ/kg?

Se encuentra en vapor sobrecalentado y a 200ºC

1. Un gas ideal está encerrado en un globo. Si se duplica la presión mientras su temperatura permanece constante.¿como cambia el volumen?

T=K Ley de boyle y Mariotte                 P1 V1 = P2 V2              →        P2 = 2P1

        P1 V1            V1

V2 = ----------  =  ---------

         2P1              2

El volumen disminuye a la mitad

1. Un gas ideal está encerrado en un cilindro rígido. Se agrega calor al gas hasta que se duplica su presión ¿Cual es la temperatura final, si la inicial es de 70 ºF ? y ¿en ºC?.

V=K 2º ley de Gay loussac                       P1/T1 ) P2/T2                 →                 P2 = 2P1

T1 = 70ºF = 0,55 (70 – 32) ºC = 21,09 ºC

        2P1 T1       

T2 = ----------  =  2T1

           P1 

La temperatura se duplica          

1.  Durante un proceso del estado 1 al estado 2 el calor rechazado por un sistema cerrado es de 60 KJ, mientras que el trabajo agregado al sistema es de 75 KJ.¿Cual es el cambio en la energía total del sistema durante el proceso?

Q= ∆ U + W     →   ∆ U = Q - W

Q= - 60 kJ          y      W= - 75 kJ

∆ U = - 60 kJ – (-75 kJ) = 15 kJ

[pic 15][pic 16][pic 14]

       Q +                                    Q -[pic 17][pic 18]

       W +                                    W -[pic 19][pic 20]

[pic 21]

1.  Se dispone de una masa de aire, con temperatura T, volumen V y presión P. Se comprime isotérmicamente hasta 20 veces el valor de la presión.¿Como determina el valor ΔU?, ¿ Como calcula el valor del trabajo? y  ¿A que es igual el calor Q?

Q= ∆ U + W  

∆ U = m  Cv o p   ∆T    →     ∆T 1= T2 – T1  = 0 (proceso isotermico)

∆ U = m  Cv o p  0 = 0

Q = W

Ciclo de Carnot, proceso compresión  isoterma

Qcedido = R T (V2/V1)        o      W = R Ta (V2/V1)

1. ¿Qué es el trabajo de flujo?

Es el trabajo necesario para introducir o sacar una masa del volumen de control

W´= P V   (kJ)

1.  ¿Qué es un depósito térmico? De ejemplos de sistema de la naturaleza que puedan considerarse aproximaciones de depósitos térmicos.

Es un recipiente donde no varía la T, pero puede haber ∆ Q

Aire en una habitación (sin calefacción ni refrigeración), solo hay un aparato de TV, que genera Q pero no varia la T

Agua en el oceano.

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