Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 11
La ecuación de estado de un gas perfecto es P.V = N.R.θ . Demostrar
que se cumple: α = 1/θ ; k = 1/P
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 12
Una sala de 530 m³ de capacidad se encuentra a una temperatura
de 10º por la acción de una estufa eléctrica. La presión
permanece constante gracias a una ventana abierta. Determinar la variación
de energía interna del aire interior, supuesto este aire como gas
ideal.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 13
A partir de la ecuación de la hidrostática y suponiendo que
el aire se comporta como un gas ideal, determinar la variación de
presión con la altura.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 14
Un mol de un gas monoatómico, a presión P’ y temperatura
T’ se pone en contacto, a través de una pared diatérmana
y rígida con un mol de un gas diatómico perfecto a presión
P” y temperatura T”.
El sistema está separado del exterior por paredes adiabáticas.
Calcular la temperatura final de equilibrio, la presión final de
cada uno de los gases y el calor transferido entre ambos.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 15
Un gas de capacidad calorífica C
v constante obedece a
la ecuación de Clausius:
P(V – b)g = R • T, donde b = cte.
Demuéstrese que:
a) U es una función de T solamente
b)
γ es constante.
c) Durante un proceso adiabático se cumple la relación:
P(V – b)γ
= cte
d)Si tenemos en cuenta los efectos debidos a la repulsión intermolecular,
el gas obedecerá a la ecuación de Van der Waals:
(P + a/V²)(V – b) = R•T
e) Suponiendo que Cv es solo función de T, demostrar que en un proceso
adiabático se cumple:
T(V – b)R/C = cte.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 16
Determínese el coeficiente de Young de una sustancia elástica
ideal cuya ecuación de estado es de la forma:
Siendo F la fuerza de alargamiento a la que se somete la sustancia, L la
longitud de una probeta, L0 la longitud de la probeta cuando no se ejerce
sobre ella ninguna fuerza y k una constante.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 17
La función de Helmoltz para un sólido homogéneo e isótropo
es:
Donde R, k
0, V
0, a y θ
0 son independientes
de T y V.
Se pide calcular la ecuación de estado y obtener la compresibilidad
y el coeficiente de expansión térmica, que vienen dados respectivamente
por la expresiones:
Calcular, además, la entropía, S y la energía interna,
U, del sólido.
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 18
Para el mismo sólido homogéneo e isótropo del que en
el problema número 17 se daba la función de Helmontz que lo
caracteriza, se pide calcular las siguientes expresiones y capacidades:
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 19
Se colocan en contacto cara a cara, n láminas de distintos materiales
y espesores. Si la temperatura de la cara libre de la primera lámina
es T
1 y la de la cara libre de la última es T
n+1,
demuéstrese que en el estado estacionario la cantidad de calor por
unidad de tiempo y por unidad de área es:
Donde el coeficiente total de transmisión de calor,
U
Siendo x
1, x
2,…, x
n y k
1,
k
2, …, k
n los respectivos espesores y conductividades
térmicas
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Ejercicios
de termodinámica - enunciado del ejercicio 20
Cuando el caucho está sin estirar, los experimentos de difracción
con rayos X demuestran que la estructura es amorfa. Al estirarlo se pone
de manifiesto una estructura cristalina, indicio de que las grandes moléculas
en forma de cadena se han orientado.
a) ¿Es positiva o negativa la cantidad (∂S / ∂F)T
b) Demuéstrese que el coeficiente de orientación o de dilatación
lineal es negativo.
Nota. Tómese:
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