SOLUCIÓN EXAMEN TERMODINÁMICA 20-21

 

EXAMEN TERMODINÁMICA CURSO 20-21 2ª EVALUACIÓN

 

1.      Una máquina térmica que sigue un ciclo de Carnot toma 1100 Kcal del foco caliente a 380ºC y cede 500 Kcal al foco frio. Calcula:

a) Rendimiento de la máquina

b) Temperatura del foco frio

 

2.    2.  Un motor térmico que describe el ciclo ideal de Carnot presenta un rendimiento del 45% cuando la temperatura ambiente es de 10ºC. Calcula:

a) Temperatura del foco caliente

b) ¿En cuántos grados se tendría que aumentar la temperatura del foco caliente para alcanzar un rendimiento del 60%?



1.    3. Un gas ideal experimenta un proceso cíclico. El gas inicialmente tiene un volumen de 1L y una presión de 2 atm, se expansiona a presión constante hasta que su volumen es 2,5 L, después de lo cual se enfría a volumen constante hasta que su presión es 1 atm. Entonces se comprime a presión constante hasta que su volumen es de nuevo 1 L. Finalmente se calienta a volumen constante hasta volver a su estado original.

Determinar el trabajo total realizado por el gas.

 

2.     4. (2p) Un mol de un gas ideal monoatómico (Cv= 3R/2), se calienta a volumen constante desde 300K a 600 K. Determinar:

             a) el incremento de energía interna, el trabajo realizado y el calor absorbido

            b) determinar las cantidades de esas formas de energía en el caso de que el gas se caliente de 300 a 600 K a presión constante.

 



 

1.     5. Se realiza una transformación isoterma en un gas perfecto, desde un volumen de 10 1, presión de 5 atm a la temperatura de 300 K hasta que se reduce el volumen a la mitad. Calcular:

a) la presión final del gas;

b) número de moles;

c) trabajo y calor en la transformación

 

 

 

2.     CUESTIONES (solamente una es correcta)

 

1..La figura representa un diagrama PV para un gas ideal podemos afirmar:


a)       El trabajo en el proceso ABC es el mismo que en el proceso ADC

b)      Al pasar de C a D no hay trabajo

c)       El trabajo en el proceso AB es 40 kJ

d)      El trabajo en el proceso ADC es 40 kJ

 

2. En una expansión isotérmica de un gas ideal:

a)       No hay trabajo de expansión y la energía interna permanece constante

b)      No se intercambia energía mediante calor ni mediante trabajo

c)       La variación de energía interna es igual a la energía intercambiada mediante trabajo

d)      No hay variación de energía interna y la energía intercambiada mediante calor es igual a la energía intercambiada mediante trabajo

3. . El trabajo  realizado por un gas en un proceso cíclico ha sido W= -640 J. La transferencia de calor entre el sistema y el exterior ha sido:

a) 640 J

b) 0

c)       -640 J

d)       320 J

4. En un proceso cíclico se cumple:

a)       la variación de energía interna del sistema es nula

b)       el trabajo neto en el proceso es cero

c)       el calor neto transferido al sistema es cero



7.    (3p) Consideremos helio (gas perfecto monoatómico cv=3R/2) en el estado inicial A: pA=105 Pa, VA=10-2 m3 y 
                 TA=300 K. Se llevan a cabo las siguientes transformaciones:
        A-B: Transformación isoterma siendo VB=2 10-2 m3 
         B-C: Transformación isócora (V=cte) siendo TC=189 K
        C-A: Transformación adiabática (γ=1.67), que devuelve al gas a sus condiciones iniciales.

a)       Determinar el número de moles de helio, confeccionar una tabla en la que aparezcan los valores p, V y T en los tres estados A, B y C, y dibujar el ciclo en el diagrama p-V.

b)          Calcular,  el trabajo W, el calor Q, y la variación de energía interna ΔU, del gas para cada uno de los procesos y los totales