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Termodinamica

Mensaje por The Goddess el Lun Nov 19, 2012 6:05 am

Problema 01
n un vaso de cobre, que pesa 1.5 kg, contiene un bloque de hielo de 10 kg a la temperatura de -10 ºC, se inyecta 5 kg de vapor de agua a 100 ºC.
Determinar el estado de la mezcla.
Determinar la variación de entropía

Problema 02
Un trozo de hielo de 583 cm3 a 0 ºC se calienta y se convierte en agua a 4 ºC. Calcular el incremento de energía interna y entropía que ha experimentado.

Datos: densidad del hielo 0.917 gr/cm3, del agua 1 gr/cm3, calor de fusión del hielo 80 cal/g.

Problema 03
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 reversible siendo VB=2 10-2 m3


B ® C: Transformación isócora (V=cte) reversible siendo TC=189 K


C ® A: Transformación adiabática reversible, 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, en unidades del sistema internacional, de forma directa (siempre que sea posible) el trabajo W, el calor Q, y la variación de energía interna DU, del gas para cada uno de los procesos.

c) Determinar el rendimiento de este ciclo como motor térmico y comparar el resultado con el de un motor de Carnot que funcione entre las dos temperaturas extremas del ciclo.

Dato: R=8.33 J/(mol K)

Problema 04
10 moles de un gas diatómico (Cv=5R/2) se encuentran inicialmente a una presión de PA = 5 105 Pa y ocupando un volumen de VA = 249 10-3 m3. Se expande adiabáticamente (proceso AB) hasta ocupar un volumen VB = 479 10-3 m3. A continuación el gas experimenta una transformación isoterma (proceso BC) hasta una presión PC = 1 105 Pa. Posteriormente se comprime isobáricamente (proceso CD) hasta un volumen VD = VA = 249 10-3 m3. Por último, experimenta una transformación a volumen constante (proceso DA) que le devuelve al estado inicial.
Representar gráficamente este ciclo en un diagrama P-V.
Calcular el valor de las variables termodinámicas desconocidas en los vértices A, B, C y D.
Hallar el calor, el trabajo, la variación de energía interna, en Joules, de forma directa y/o empleando el Primer Principio, en cada etapa del ciclo.
Calcular el rendimiento.

Problema 05
¿Qué es el calor latente de una sustancia? ¿y el calor específico?

b. ¿Es posible transformar todo el calor en trabajo en un ciclo? Razona la respuesta.

c. ¿En qué casos se mantiene constante la temperatura de un cuerpo al que suministramos calor?

The Goddess
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