Leyes de la Termodinamica

Material escaneado del libro
Física General con Experimentos Sencillos
Antonio Máximo y Beatriz Alvarenga
cuarta edicion
editorial Oxford

Responda las siguientes preguntas:

1.     Quien fue el físico alemán Julius Von Mayer

2.     Explique en que consiste la primera ley de la termodinámica

3.     Escriba y explica la formula de la primera ley de la termodinámica

4.     Defina adiabática

5.     Que es la transformación adiabática

6.     Que sucede cuando un gas se expande adiabáticamente

7.     Cual es la formula que se utiliza para la transformación adiabática.

8.     Que sucede cuando un gas se comprime en un ambiente cerrado.

9.     Que es una transformación isotérmica

10.  Defina Isotérmico

11.  Cual es la formula que se utiliza para la transformación isotérmica

12.  Que es un calorímetro

13.  Dibuja un calorímetro y explica cada una de las partes que la conforman

14.  En la historia del hombre, ¿Cuál fue la primera maquina térmica, como se llamo y quien fue su inventor?

15.  Dibuja y explica como funciona la primera maquina térmica.

16.  ¿Cuales eran las desventajas de las maquinas a vapor?

17.  Nombra seis maquinas térmicas, con sus creadores, año de creación y las características de cada una de ellas.

18.  Explique como funciona el Motor de aire caliente (Stirling)

19.  Explique cómo funciona un motor de combustión interna

20.  Explique el funcionamiento de una turbina a vapor

21.  Dibuja el esquema del ciclo del motor a Diesel

22.  Dibuja y explica el esquema de un motor de cohete espacial

23.  Defina que es una maquina térmica

24.  Explica es ciclo de una maquina térmica

25.  Cual es el concepto de una maquina térmica el momento de trasladar alguna sustancia de trabajo.

26.  Cual es la eficiencia térmica de una maquina a vapor o térmica

27.  Explique en que consiste la segunda ley de la termodinámica

28.  Como se pueden clasificar lo procesos termodinámicos

29.  Explica que es el proceso reversible e irreversible.

30.  Explique qué se entiende por una máquina térmica.

31.  Trate de describir cuál es la fuente caliente y cuál es la fuente fría de la máquina de Herón.

32.  Observando el esquema de la máquina de Watt, conteste:

Cuando el pistón está subiendo, la válvula A ¿está abierta o cerrada? ¿Y la válvula B? Explique. (pag 536)

33.  Explique por qué después de alcanzar la parte más alta del cilindro el pistón desciende para regresar a la posición inicial.

34.  Durante el descenso del pistón ¿cuál de las válvulas está abierta y cuál está cerrada?

GUÍA DE M.R.U Y M.R.U.A

GUIA DE MOVIMIENTO CIRCULAR y FUERZA CENTRÍPETA

Nombre: _____________________________________________ curso:

i. A partir de la lista de conceptos relevantes (CR) y frases conectoras (FC), completa en tu cuaderno el mapa conceptual de la figura.

Conceptos Relevante
A. Radio
B. Circulo
C. Frecuencia
D. Velocidad Tangencial
E. Fuerza Centrípeta
F. Aceleración Centrípeta
Frases Conectoras
I. Mantiene constante su
II. Se realiza en una trayectoria
III. Definen
IV. Que corresponde al módulo del vector
V. Y en cada punto de ella existe una
VI. Y un



ii. Resuelva los siguientes problemas de manera clara y ordenada

1) Un automóvil de 1 000 kg, da vuelta en una esquina circular, a 25 km/h. Si el radio de giro es de 10 m,
a) ¿cuál es el valor de la aceleración centrípeta?
b) ¿Qué fuerza horizontal debe ejercer el roce del pavimento con los neumáticos para mantener el vehículo en trayectoria circunferencial?
c) ¿Cuál es el coeficiente de roce mínimo entre las ruedas y el pavimento necesario para que el auto no se deslice?

2) Una camioneta cargada tiene una masa de 2 500 kg y toma una curva circular en una pista plana y sin pendiente de 50 m de radio. El coeficiente de roce entre los neumáticos y la pista es μ= 0,5. ¿Cuál es la máxima rapidez a la que la camioneta podría dar el giro sin resbalar?

3) Un estudiante hace girar una goma de borrar atada al extremo de un hilo. La masa de la goma es de 0,02 kg. Mientras la goma gira con movimiento circular uniforme, el estudiante mide un ángulo de 60° del hilo con respecto a la vertical y un radio de giro de 0,4 m.
a) En estas condiciones, ¿cuál es la tensión ejercida sobre la goma a través de la cuerda?
b) Si el estudiante suelta el hilo, ¿cuál es la velocidad tangencial con que la goma de borrar sale disparada?

4) Una caja de huevos esta sobre el asiento de un auto que da vuelta en una curva de 26 mt de radio a una velocidad de 16.5 m/s. ¿Cuál el coeficiente de roce mínimo que debe existir entre la caja y el asiento para que los huevos no se deslicen?

5) Una nave espacial se encuentra en orbita alrededor de la Luna a una altura de 20000mt. Suponiendo que solo la atracción gravitacional lunar actua sobre ella, encuentra la rapidez y el tiempo que tarda en dar una vuelta. Datos de la luna: masa:7.34 x 1022kg, radio: 1.738 x 106 mt.

6) ¿Cuál es la máxima velocidad con que una lancha puede tomar una curva de 25 mt de radio, si el coeficiente de roce con el agua es μ = 0.8?

7) ¿Cuál es el periodo de un péndulo cónico de longitud 1 m, cuya cuerda forma con la vertical un ángulo de 30º?

Ejercicios de campo y potencial eléctrico

Estos ejercicios fueron extraídos del libro "FÍSICA tomo 2" Serway, 4º edición.

Gases ideales

Prof.Marta Montero G
Termodinámica


1. Determine la masa del aire en un cuarto cuyas dimensiones son 4m x 5m x6m a 100kPa y 25ºC

2. Un gas ideal ocupa un volumen de 100 cm3 en 20°C y 100 Pa. Encuentre el número de moles de gas en el contenedor. (R: 4.1 x10-6)

3. Un spray puede contener un gas de propulsión a una presión dos veces la atmosférica (202 kPa) y teniendo un volumen de 125 cm3 está a 22°C. La lata se calienta al fuego. Cuando la temperatura del gas en la lata alcanza 195°C ¿cuál es la presión dentro de la lata? Asuma que cualquier cambio del volumen de la lata es insignificante. (R:320 kPa)

4. El gas contenido en un recipiente de 8.00 L a una temperatura de 20 ° C y una presión de 9 atm.
(A)Determinar el número de moles de gas en el recipiente. (R: 3 mol)
(B)¿Cuántas moléculas de gas se encuentran en el recipiente? (R: 1.80 x1024 moléculas)

5. (A)Encuentre el número de moles de 1 m3 de un gas ideal a 20° C y presión atmosférica.
(B) Para el aire, 1 mol tiene una masa de 28,9 g. Calcular la masa de 1 m3 de aire. (R: 2.27 kg)

6. El aire en una llanta de un automóvil con un volumen de 0.0015m3 se encuentra a 30ºCy 150kPa. Determine la cantidad de aire que debe agregarse para elevar la presión al valor recomendado de 200kPa. Suponga que la presión atmosférica corresponde a 98kPa y que la temperatura y el volumen permanecen constantes. (R: 0.0086kg.)

7. Un tanque de 1m3 que contiene aire a 25ºC y 500kPa se conecta, por medio de una válvula, a otro tanque que contiene 5 kg de aire a 35ºC y 200kPa. Después se abre la válvula y se deja que todo el sistema alcance el equilibrio térmico de los alrededores que se encuentran a 20ºC. Determine el volumen del segundo tanque y la presión de equilibrio final de aire: (R: 284.1kPa)

8. Cuando se infla cierto neumático con 0,200 m3 de aire se logra una presión de 6,0 x 105 kPa cuando la temperatura ambiente es de 10° C. Después de un viaje el conductor mide nuevamente la presión del neumático y encuentra que es de 6,2 x 105 kPa y su temperatura alcanza a 35° C. ¿Cuál es el nuevo volumen del aire encerrado en el neumático? (R:0,211 m3)


9. Con un gas a 27° C se llena un recipiente de acero con una presión de 2 Atm. ¿Qué presión ejercerá dicho gas si se calienta el recipiente hasta que el gas que contiene alcanza los 47° C? (R: 2,13 Atm)

10. En un lugar a la sombra se infla un globo con 1500 cm3 con aire a temperatura ambiente de 20° C. Se pone por un momento al sol observándose que alcanza un volumen de 1550 cm3. Si suponemos que la presión no ha cambiado suficientemente ¿aproximadamente cuál será la temperatura del aire al interior del globo en este nuevo ambiente? (R: 302 K)

11. Un buzo inventa un “profundímetro” artesanal, que consiste en una jeringa graduada que contiene 20 cm3 de aire sobre la superficie del agua, su émbolo bien lubricado y el extremo bien sellado. Al sumergirse hasta llegar a 30 m de profundidad, ¿qué volumen marca la jeringa? (R: 5 cm3)

12. Un balón meteorológico tiene un radio de 1m cuando se rellena a nivel del mar a 20ºC. Se expande a un radio de 3m cuando alcanza su máxima altitud, donde la temperatura es -20ºC ¿Cuál es la presión a esa altitud?

13. El gas encerrado en la jeringa está 20° C, tiene un volumen de 20 cm3 y está a la presión de 1 Atm. (Estado A). Se calienta lentamente hasta los 40° C, observándose que el émbolo se desliza debido a la expansión que el aumento de temperatura produce en el gas (Estado B). Finalmente se presiona lentamente el émbolo, para que no aumente la temperatura, hasta que nuevamente alcanza el volumen que poseía inicialmente (Estado C). Calcule los valores que sea necesario y construya el grafico que muestre la presión (p) en función del volumen (V) del gas. Señale en el gráfico los puntos que definen los estados A, B y C.

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