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.
