Energía Cinética Media

Desarrollo

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

Solución: Se considera la energía cinética media de las partículas (átomos, moléculas), ya que por ejemplo al aplicar presión en un émbolo a unas partículas de un recipiente determinado, éstas no poseen la misma velocidad (distintas velocidades en distintas direcciones), por lo que se toma una velocidad media, lo que se traduce en una energía cinética media, es decir La cantidad de energía que poseen es diferente, dependiendo del estado de la materia. De los tres estados, los gases contienen la mayor energía cinética y por ende el mayor movimiento molecular.

Sin influencia del exterior, la energía cinética media de las moléculas no se modifica en el tiempo. Las moléculas pueden moverse y rebotar entre sí por siempre, transfiriéndose energía sin perderla. Esta es la causa por la cual las colisiones son perfectamente elásticas. Mientras que la misma cantidad de energía sea transferida entre las moléculas (lo que sucede a través de la elasticidad), el promedio puede mantenerse igual.

2. ¿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?

Solución:

Posee varios valores ya que depende de las unidades de medida usadas al medir la presión y el volumen.

PV = n R T, R = PV / n T (unidades de presión por volumen divididas por moles por temperatura).

Ejemplo:

R = 0.082051 l•atm / mol K * (1000 ml/ 1 l) = 82.051 ml •atm / mol K

R = 0.082051 l•atm / mol K * (760 torr / 1 atm) = 62.36 L torr / mol K

3. Basándose en la constante universal de los gases, R, calcule a cuántos litros‐atmósferas

Equivale un joule.

Solución:

R_1 = 0.08251 l•atm / mol K

R_2= 8.314 J / mol K

R_1 = R_2

0.08251 l•atm / mol K = 8.314 J / mol K

Se eliminan los “mol K”:

0.08251 l•atm = 8.314 J

1 J = (0.08251 / 8.314) l•atm

1 J = 0.0099242

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

Solución:

La cantidad mínima de variables necesarias para definir un sistema en la termodinámica son dos:

La Presión (P), El Volumen (V), quedando la tercera como constante, la Temperatura (T).

Esta aseveración se debe a que la ecuación de los gases ideales P ∙ V = n ∙ R ∙ T, permiten definir un sistema, sólo con dos variables.

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

Solución:

El ciclo de Carnot

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