Ejercicios: Primera ley de la termodinámica
Enuncia la primera ley de la termodinámica con la expresión $\Delta U = Q - W$ e indica qué significa cada símbolo y qué signo tiene $Q$ cuando el sistema absorbe calor…
Enuncia la primera ley de la termodinámica con la expresión $\Delta U = Q - W$ e indica qué significa cada símbolo y qué signo tiene $Q$ cuando el sistema absorbe calor y qué signo tiene $W$ cuando el sistema realiza trabajo sobre sus alrededores.
A un gas dentro de un cilindro se le suministran $500\ \text{J}$ de calor y el gas realiza $200\ \text{J}$ de trabajo al expandirse. Calcula la variación de su energía…
A un gas dentro de un cilindro se le suministran $500\ \text{J}$ de calor y el gas realiza $200\ \text{J}$ de trabajo al expandirse. Calcula la variación de su energía interna.
Una máquina térmica toma $1{,}000\ \text{J}$ de calor de la fuente caliente y cede $700\ \text{J}$ a la fuente fría en cada ciclo. Calcula el trabajo útil que realiza…
Una máquina térmica toma $1{,}000\ \text{J}$ de calor de la fuente caliente y cede $700\ \text{J}$ a la fuente fría en cada ciclo. Calcula el trabajo útil que realiza por ciclo y su eficiencia.
Ana Lucía comprime rápidamente el aire dentro de una bomba de bicicleta. Sobre el gas se realizan $300\ \text{J}$ de trabajo y, durante el proceso, el gas cede…
Ana Lucía comprime rápidamente el aire dentro de una bomba de bicicleta. Sobre el gas se realizan $300\ \text{J}$ de trabajo y, durante el proceso, el gas cede $80\ \text{J}$ de calor al ambiente. Calcula la variación de energía interna del gas, indica si aumenta o disminuye su temperatura y justifica tu respuesta con la primera ley.
Un gas ideal se expande a presión constante de $2.0\times10^{5}\ \text{Pa}$ desde un volumen de $0.010\ \text{m}^3$ hasta $0.025\ \text{m}^3$. Durante el proceso absorbe…
Un gas ideal se expande a presión constante de $2.0\times10^{5}\ \text{Pa}$ desde un volumen de $0.010\ \text{m}^3$ hasta $0.025\ \text{m}^3$. Durante el proceso absorbe $5{,}000\ \text{J}$ de calor. Calcula el trabajo realizado por el gas ($W = P\,\Delta V$) y la variación de su energía interna.
Una máquina térmica opera entre una fuente caliente a $500\ \text{K}$ y una fuente fría a $300\ \text{K}$. Calcula su eficiencia ideal (de Carnot) y, si absorbe…
Una máquina térmica opera entre una fuente caliente a $500\ \text{K}$ y una fuente fría a $300\ \text{K}$. Calcula su eficiencia ideal (de Carnot) y, si absorbe $2{,}000\ \text{J}$ de la fuente caliente por ciclo, determina el trabajo máximo que puede entregar y el calor que cede a la fuente fría.
Un gas realiza un ciclo de tres procesos: A→B, una expansión a presión constante en la que absorbe $900\ \text{J}$ y realiza $400\ \text{J}$ de trabajo; B→C, un…
Un gas realiza un ciclo de tres procesos: A→B, una expansión a presión constante en la que absorbe $900\ \text{J}$ y realiza $400\ \text{J}$ de trabajo; B→C, un enfriamiento a volumen constante en el que cede $600\ \text{J}$; y C→A, un proceso en el que el gas recibe $150\ \text{J}$ de trabajo y cede $x$ joules de calor. Como el ciclo regresa al estado inicial, determina $\Delta U$ total, calcula $x$ y el trabajo neto del ciclo, y explica si el ciclo funciona como una máquina térmica.
Un inventor afirma haber construido una máquina térmica que opera entre $400\ \text{K}$ y $300\ \text{K}$, absorbe $1{,}200\ \text{J}$ por ciclo de la fuente caliente y…
Un inventor afirma haber construido una máquina térmica que opera entre $400\ \text{K}$ y $300\ \text{K}$, absorbe $1{,}200\ \text{J}$ por ciclo de la fuente caliente y entrega $400\ \text{J}$ de trabajo por ciclo. a) Calcula la eficiencia que declara el inventor. b) Calcula la eficiencia máxima posible entre esas temperaturas. c) Argumenta si la afirmación es posible o no, y cuál sería el trabajo máximo permitido con ese calor.