TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II TERMODINÁMICA
CURSO 2014-15
- (3,5p) Un cilindro contiene 3 l de He (Cv=3cal /mol·K) a la presión de 2 atmósferas y a la temperatura de 300K. Se somete el sistema a los siguientes procesos:
- Se calienta a presión constante hasta 500K
- Se enfría a volumen constante hasta 300K
- Se comprime isotérmicamente hasta el punto inicial
Se pide:
a) Representa todos los procesos en un
diagrama P-V obteniendo las coordenadas de todos los puntos. 1. 2atm, 3l, 300K 2. 2atm, 5l, 500K 3. 1,2 atm, 5l 300K
b) Calcula el trabajo correspondiente a
cada proceso y el total
W12= 405.2J = 4atm·l W23=0 W31=-310,5J = -3.06 atm·l WT=94.7J
W12= 405.2J = 4atm·l W23=0 W31=-310,5J = -3.06 atm·l WT=94.7J
c)Calcula la variación de energía
interna en cada proceso y la total
ΔU12= 612.5J ΔU23=-612.5J ΔU31=0 ΔUT=0
ΔU12= 612.5J ΔU23=-612.5J ΔU31=0 ΔUT=0
d)Calcula el calor puesto en juego en
cada proceso y el total
Q12= 1018.2J Q23=-612.5J Q31=-310,5J QT=95,2J
Hemos obtenido los resultados que esperábamos, la energía interna es una variable de estado por tanto, su variación en un ciclo cerrado es cero y W=Q
Hemos obtenido los resultados que esperábamos, la energía interna es una variable de estado por tanto, su variación en un ciclo cerrado es cero y W=Q
- (1p) Una máquina de Carnot trabaja entre 2 temperaturas fijas con un rendimiento del 20%, si disminuimos la temperatura inferior en 73ºC , el rendimiento de la máquina pasa a ser el doble. Halla las dos temperaturas T1=365K T2=292K
- (1p) Un motor térmico ideal trabaja según el ciclo de Carnot entre un foco frío a 7ºC y un foco caliente, su rendimiento es del 40%a) ¿A qué temperatura está el foco caliente? T1=193,7ºC+ 273b) ¿En cuantos grados debemos aumentar la temperatura de este foco para que el rendimiento sea del 50%? ΔT=93,3º
4.(1p) Segundo principio de la
termodinámica
5.(1p) Completa el siguiente esquema
indicando que representa y que “rendimientos “ podemos obtener
6. (1p)En un proceso se ha
suministrado a un sistema 1500cal. Si el sistema realiza un trabajo
de 8000J , calcula la variación de energía interna del sistema
durante el proceso. ΔU=-1730J
7. (1,5p) Un gas encerrado en un
cilindro a 3 atm ocupa un volumen de 20l, se somete el sistema un
proceso adiabático de manera que el gas pasa a ocupar 15l,
a) Calcula la presión a la
que se encuentra sometido P= 4,49 atm
b)
Calcula el trabajo, la variación de energía interna y el calor que
intervienen en este proceso
(
γ=1,4
Cv=5·R/2). W=- ΔU= -18.75 atm·l= -1900J