Trabajo de fisica Primera ley de la termodinamica

Primera ley de la termodinamica

Felipe Espinoza

Fisica

Instituto IACC

Marzo 04 del 2019

Desarrollo

∙ Ejercicio 1:

Sobre un estanque de aceite se hace un trabajo de 800 [J] con un motor con aspas con el fin de subir su temperatura. El proceso es realizado bajo el sol, y finalmente, el incremento de la energía del aceite es de 80 [J], determine el calor entregado por el sol.

Ef  = Ei + W, entonces el aporte dado por el sol es de:

80 J = Ei + 800 J

Ei = 80 J – 800 J

Ei = - 7200 J, lo que es el aporte del sol al sistema.

∙ Ejercicio 2:

Sobre un litro de agua se realiza un trabajo de 4000 [J]. Determine cuánto aumenta la energía interna del agua considerando que se disipan 800 [J] de calor.

Al producirse la disipación de calor, quiere decir que pierde calor el sistema, entonces:

Ef = W – Q

Ef = 4000 J – 800 J

Ef = 3200 J

∙ Ejercicio 3:

Un estanque contiene 20 litros de agua (𝑚 = 20 [kg]) que inicialmente se encuentran a temperatura ambiente (𝑇 = 20° [C]). Similar al experimento realizado por Joule, se conecta un motor con aspas para elevar la temperatura del agua. Determine cuánto es el trabajo realizado por el motor si es que la temperatura final del agua es de 𝑇 = 46° [C] asumiendo que no hay pérdidas de ningún tipo.

Entonces:

W = 4,19 J/Kg·C  * 20 Kg * ( 46 C – 20 C )

= 4,19 J/Kg·C  * 20 Kg * 26 C

W = 2178,8 J

∙ Ejercicio 4:

Durante un día, la caldera de un buque de transporte, consume una cantidad total de combustible que genera un total 289 000 000 [J] de calor. Si el trabajo neto realizado por el motor sobre el buque es de tan solo 108 000 000[J], determine el calor disipado y la eficiencia de la máquina.

Tenemos: Q1 = 289000000 J ; Q2 = 108000000 y sabemos que W = Q1 – Q2, entonces:

W = 289000000 J – 108000000 J

W = 181000000 J que corresponde al calor disipado.

La eficiencia de la maquina ahora sea de:

Sabiendo que,  n = (Q1 – Q2) / Q1, el valor de Q1 = 289000000 J ; Q2 = 181000000 J, entonces:

n = (289000000 J – 181000000 J) / 289000000 J

= 108000000 J / 289000000 J

n = 37,3%

∙ Ejercicio 5:
Determine la eficiencia de un motor tal, que por cada 100 [J] de calor que consume elimina 55 [J].

Tenemos consumo de 100 J y una perdida de 55 J, tenemos entonces que se generan 155 J, la eficiencia de esto es:

n = (155 J – 55 J) / 155 J

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