PROBLEMAS RESUELTOS
- TERMODINÁMICA
TERMOTECNIA -
Estás en
Matemáticas y Poesía
Ejercicios resueltos
Si esta página te ha sido de utilidad, recomiéndala
- TERMODINÁMICA
TERMOTECNIA -
Estás en
Matemáticas y Poesía
Ejercicios resueltos
Si esta página te ha sido de utilidad, recomiéndala
Enunciado 33
Una cámara vacía, de paredes no conductoras, está en comunicación con la atmósfera mediante una válvula. En el ambiente, la presión y la temperatura son, respectivamente, Po y To. Se abre ligeramente la válvula y penetra el aire dentro de la cámara hasta que la presión en su interior se iguala a la atmosférica. Suponiendo que el aire se comporta como un gas perfecto, con calores específicos constantes, demostrar que la temperatura final dentro de la cámara es:
Calcular el calor específico para un proceso P = A•V, con A constante, en función de Cp, Cv, a (letra a) y k. Aplíquese el resultado al caso de un gas perfecto.
Un cilindro separado del exterior por paredes adiabáticas está dividido en dos partes por un pistón adiabático móvil. En un principio, Po, Vo y To son los mismos a ambos lados del pistón. El gas contenido en el cilindro es ideal y tiene una capacidad calorífica independiente de la temperatura y un índice adiabático, g (letra g), de valor 1,5.
Mediante una resistencia introducida en el gas de la izquierda, se suministra calor lentamente hasta que la presión toma un valor:
En términos de No, R y Vo determinar el volumen y la temperatura final del gas de la derecha y la temperatura final del gas de la izquierda.
Para el sistema descrito en el ejercicio 35, determinar cuánto trabajo se ha desarrollado sobre el gas de la derecha y cuanto calor se ha suministrado al gas de la izquierda.
Un mol de un gas perfecto se expansiona isotérmicamente desde 100 atm (con V = 1 litro) hasta a Atm (con V = 100 litros), según tres procesos diferentes:
Cuasiestáticamente
Por expansión brusca frente a la presión final de 1 Atm
Por expansión brusca frente a 50 Atm hasta que se alcanza el equilibrio y a continuación por otra expansión brusca frente a la presión final.
Se pide calcular el trabajo a lo largo de los tres procesos.
La energía interna de un gas perfecto monoatómico viene expresada por la ecuación:
Un mol de un gas monoatómico evoluciona según el ciclo de la figura adjunta. Calcular
El trabajo realizado por el gas en el ciclo
La variación de energía interna entre los puntos A y C.
El calor absorbido en el proceso ABC
Un gas ideal pasa del estado
al
estado 
siguiendo
un proceso adiabático cuasiestático. Demostrar que si se suministra
al gas en el estado final el equivalente al trabajo realizado en forma de
calor, manteniendo el volumen constante, la temperatura volverá a
ser θ.
Una cámara vacía, de paredes no conductoras, está en comunicación con la atmósfera mediante una válvula. En el ambiente, la presión y la temperatura son, respectivamente, Po y To. Se abre ligeramente la válvula y penetra el aire dentro de la cámara hasta que la presión en su interior se iguala a la atmosférica. Suponiendo que el aire se comporta como un gas perfecto, con calores específicos constantes, demostrar que la temperatura final dentro de la cámara es:
-
θf = γ ˇ θ0
Ver SoluciónEnunciado 34
Calcular el calor específico para un proceso P = A•V, con A constante, en función de Cp, Cv, a (letra a) y k. Aplíquese el resultado al caso de un gas perfecto.
Ver SoluciónEnunciado 35
Un cilindro separado del exterior por paredes adiabáticas está dividido en dos partes por un pistón adiabático móvil. En un principio, Po, Vo y To son los mismos a ambos lados del pistón. El gas contenido en el cilindro es ideal y tiene una capacidad calorífica independiente de la temperatura y un índice adiabático, g (letra g), de valor 1,5.
Mediante una resistencia introducida en el gas de la izquierda, se suministra calor lentamente hasta que la presión toma un valor:
-
Piz = (27/8) ˇ P0
En términos de No, R y Vo determinar el volumen y la temperatura final del gas de la derecha y la temperatura final del gas de la izquierda.
Ver SoluciónEnunciado 36
Para el sistema descrito en el ejercicio 35, determinar cuánto trabajo se ha desarrollado sobre el gas de la derecha y cuanto calor se ha suministrado al gas de la izquierda.
Ver SoluciónEnunciado 37
Un mol de un gas perfecto se expansiona isotérmicamente desde 100 atm (con V = 1 litro) hasta a Atm (con V = 100 litros), según tres procesos diferentes:
Cuasiestáticamente
Por expansión brusca frente a la presión final de 1 Atm
Por expansión brusca frente a 50 Atm hasta que se alcanza el equilibrio y a continuación por otra expansión brusca frente a la presión final.
Se pide calcular el trabajo a lo largo de los tres procesos.
Ver SoluciónEnunciado 38
La energía interna de un gas perfecto monoatómico viene expresada por la ecuación:
-
U = (3/2) × RT
Ver SoluciónEnunciado 39
Un mol de un gas monoatómico evoluciona según el ciclo de la figura adjunta. Calcular
El trabajo realizado por el gas en el ciclo
La variación de energía interna entre los puntos A y C.
El calor absorbido en el proceso ABC
Ver SoluciónEnunciado 40
Un gas ideal pasa del estado
al
estado siguiendo
un proceso adiabático cuasiestático. Demostrar que si se suministra
al gas en el estado final el equivalente al trabajo realizado en forma de
calor, manteniendo el volumen constante, la temperatura volverá a
ser θ.Ver Solución
EJERCICIOS RESUELTOS DE TERMODINÁMICA PARA ESTUDIANTES
DE CIENCIAS E INGENIERÍA
|
Matemáticas Mapa del sitio Colaboradores Apuntes de clase Poesía y emociones |
Búsqueda personalizada
|