Práctica 1 - introducción y definiciones básicas

   PRÁCTICA 1 - INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS[pic 1][pic 2]

1. Se le solicita a usted hacer el análisis metabólico (de energía) de una persona. ¿Cómo definiría usted el sistema para estos fines? ¿Qué tipo de sistema es?

• Se consideraría un sistema abierto, porque a la hora de alimentarnos ingerimos alimentos que nos dan energía y después de un determinado tiempo son digeridos, así que existiría un intercambio de masa.  

1. Está usted tratando de comprender cómo funciona un compresor alternativo (de cilindro-émbolo) de aire. ¿Qué sistema usaría usted? ¿Qué tipo de sistema es?

• Un compresor alternativo de cilindro-émbolo de aire, constituye básicamente con el cilindro y la cubierta del cilindro en un espacio cerrado, provocando que ninguna masa ingrese o salga, por lo que se consideraría un sistema cerrado.

1. ¿Cómo podría usted definir un sistema para estudiar el agotamiento de ozono en las capas superiores de la atmósfera terrestre?

• Se conoce que cuando se habla de cualquier parte de la atmosfera, se trata de un sistema cerrado. Por lo que, solo faltaría seleccionar una porción de la atmosfera y determinar la interacción que se puede ocasionar en las superficies que rodean el sistema.

1. ¿Cuál es la diferencia entre propiedades intensivas y extensivas?

• Cuando se hablan de propiedades extensivas, significa que dependen de la cantidad de masa o volumen del cuerpo; mientras que, las propiedades intensivas, se caracterizan por no depender de la cantidad de materia, así como la dureza y la densidad.

1. ¿El peso de un sistema es una propiedad extensiva o intensiva?

• El peso es una propiedad extensiva, porque indica la fuerza con una respectiva cantidad de materia (masa) que es atraída hacia la tierra por la fuerza de gravedad.  

1. El volumen específico molar de un sistema V– se define como la relación del volumen del sistema con respecto al número de moles de una sustancia contenidos en el sistema. ¿Ésta es una propiedad extensiva o intensiva?

• El volumen especifico molar de un sistema V se consideraría como una propiedad intensiva, ya que es el volumen ocupado por unidad de masa de un material, siendo el inverso de la densidad, por lo que no depende de la cantidad de materia.

1. Para que un sistema esté en equilibrio termodinámico ¿deben ser iguales la presión y la temperatura en todos sus puntos?

• Cuando se aísla un sistema y se deja desarrollarse durante un tiempo, se podrá examinar que las variables termodinámicas que detallan su estado, no varían. Por lo que, la temperatura en todos los puntos del sistema seria la misma, siendo así se considera que el sistema está en equilibrio térmico.    

1. ¿Qué es un proceso de cuasiequilibrio? ¿Cuál es su importancia en ingeniería?

• Sucede cuando la desviación del equilibrio termodinámico es infinitesimal, asimismo todos los estados por los que pasa el sistema durante un proceso de cuasiequilibrio pueden considerarse como estados en equilibrio. Además, en la ingeniería este proceso le permite al sistema ajustarse internamente provocando que las propiedades de una de sus partes no varíen más rápido que las otras.

1. Defina los procesos isotérmico, isobárico e isocórico.

• P. isotérmico: Este tipo de proceso sucede cuando la temperatura del sistema se mantiene constante.
• P. Isobárico: Sucede cuando la presión del sistema se conserva y no varia durante todo el proceso.
• P. Isocórico: Ocurre siempre que el volumen del sistema es constante.

1. ¿Cuál es el postulado de estado?

• El postulado de estado en un sistema simple está completamente especificado por dos propiedades independientes e intensivas.

1. ¿Cómo describiría usted el estado del agua en una bañera? ¿Cómo describiría usted el proceso que sufre esta agua al enfriarse?

• El agua dentro de la bañera viene a ser un líquido. En este estado, las fuerzas intermoleculares que interactúan son menores que las del estado sólido, pero mayores que las del estado gaseoso. Por otro lado, al enfriarse, la temperatura del agua disminuye lo que provoca una reducción de energía cinética de las moléculas. Por lo que, si logra enfriarse lo suficiente, las moléculas del agua se organizan y el agua pasaría al estado sólido.

1. Al analizar la aceleración de gases al fluir por una boquilla, ¿qué elegiría como sistema? ¿Qué tipo de sistema es éste?

• Al examinar la aceleración de los gases al fluir por una boquilla, el sistema que escogería seria el volumen dentro de la boquilla, que esta delimitada por toda la superficie interior de la boquilla y de la entrada y salida de las secciones transversales, siendo un sistema cerrado ya que la masa cruza el límite.

1. ¿Qué es un proceso de flujo estacionario?

• Un proceso de flujo estacionario se considera como un proceso durante el cual un líquido fluye de forma estacionaria por un volumen de control. Por lo tanto, el volumen, la masa y el contenido total de energía del volumen de control permanecen constantes durante un proceso de flujo estacionario.

1. Clasifique cada propiedad como extensiva (E) o intensiva (e): 

a) temperatura, b) masa, c) densidad, d) presión e) coeficiente de dilatación térmica, f) volumen

1. EEEEEE
2. eeeeee
3. EeEeEe
4. eEeEeE
5. eEeeeE[pic 3]

1. ¿Cuántos son sistemas termodinámicos abiertos?

1. Café en un termo de alta calidad (Cerrado)
2. Gasolina en el depósito de un coche en marcha (Cerrado)
3. Mercurio en un termómetro (Aislado)
4. Una planta en un invernadero (Aislado)
5. El cuerpo humano. (Abierto)

a)        1[pic 4]

b)         2

c)         3

d)         4

e)         5

1. Un recipiente de 398 N de peso y 3 m3 de capacidad, contiene 3.51 kg de aire a 25°C y a 1 bar, cuántas de las propiedades mencionadas son intensivas.

a)         1

b)         2[pic 5]

c)         3

d)         4

e)         5

1. Indique cuales de las afirmaciones son verdaderas y cuales son falsas.

• Un Sistema abierto puede ser aislado (F)
• Estrictamente hablando solo el universo   puede ser un sistema aislado. (F)
• Un Sistema adiabático es necesariamente aislado (V)

a)         VVV

b)         FFF

c)         VFV

d)         FVF

e)         FFV[pic 6]

1. Con respecto a estados termodinámicos, se puede decir que:

• Solo están determinados en sistemas en equilibrio. (F)
• Se pueden representar gráficamente solo en sistemas en equilibrio termodinámico. (F)
• Se requiere de tres propiedades para determinarlos (presión, volumen y temperatura). (F)

1. VVV
2. VFV
3. VVF
4. FVF
5. FFF[pic 7]

1. Con respecto al equilibrio de un sistema se puede decir:

• Equilibrio termodinámico es equivalente a equilibrio térmico. (F)
• Equilibrio termodinámico es equivalente a equilibrio mecánico. (V)
• Un sistema en equilibrio termodinámico no puede cambiar de estado. (F)

1. VVV
2. VFV
3. VVF
4. FVF[pic 8]
5. FFF

1. Las funciones de estado que no depende de la trayectoria son: Presión. Y la función de estado que si depende de la trayectoria es: temperatura.

1. Presión-temperatura[pic 9]
2. Volumen-masa
3. Temperatura-calor
4. Volumen-trabajo
5. c y d

1. Aquella propiedad extensiva que al ser dividido entre la masa son conocidos como:

1. Función de estado
2. Propiedades intensivas
3. Propiedades especificas[pic 10]
4. Propiedades relativas
5. Ninguna es correcta

1. Complete el sentido correcto de la afirmación.

Capacidad de realizar cambios o de realizar trabajo es: energía. Y es conocido porción del universo que se realiza para realizar un estudio sistema termodinámico.

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