Ejercicios y problemas de Termologia y Termotecnia resueltos

Enunciado 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.

Enunciado 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.

Enunciado 15
Un gas de capacidad calorífica C_v constante obedece a la ecuación de Clausius:

Demuéstrese que:
a) U es una función de T solamente
b) g es constante.
c) Durante un proceso adiabático se cumple la relación:

d)Si tenemos en cuenta los efectos debidos a la repulsión intermolecular, el gas obedecerá a la ecuación de Van der Waals:

e) Suponiendo que Cv es solo función de T, demostrar que en un proceso adiabático se cumple:

Enunciado 16
Determínese el coeficiente de Young de una sustancia elástica ideal cuya ecuación de estado es de la forma:

ejercicios de termodinámica

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.

Enunciado 17
La función de Helmoltz para un sólido homogéneo e isótropo es:

ejercicios de termodinámica

Donde R, k₀, V₀, a y q₀ 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.

Enunciado 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: