PROBLEMAS RESUELTOS
DE
FISICA

TERMODINÁMICA Y TERMOTECNIA

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problemas resueltos

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 71

Dos cuerpos de capacidad calorífica \( C_V = A·T \) , con \( A = 10^{-2} cal/gr.\) se encuentran a \( T_1 = 300 ºK\; y\; T_2 = 400 ºK \) . Calcular las temperaturas máxima y mínima que se pueden alcanzar en el equilibrio, y el trabajo máximo.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 72

Consideremos el ciclo de Mayer. Supuesto el ciclo recorrido por un gas ideal demostrar la relación de Mayer. Para ello, consideremos las hipótesis:

    1) P·V = n·R·T

    2) conservación de la energía

    3) U = U(T)

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 73

Se pone un kilogramo de agua a 273 º K con un foco a 373 ºK. Cuando el agua alcanza 273 ºK , determinar:

a) ¿cuál es la variación de entropía del agua?,¿del foco?,¿del universo?

b) y si se hubiera calentado el agua poniéndola en contacto con un foco a 323 ºK y después con otro a 373ºK cuál hubiera sido la variación de entropía del universo?

c) explíquese cómo podría calentarse el agua de 273 ºK 373 ºK sin apenas causar variación de entropía del universo.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 74

La energía interna de la radiación térmica en una cavidad de volumen V viene dada por la ley de Stiphen Boltzmann

    \( \begin{array}{l}
    U = \sigma ·V·T^{\,4} \\
     \\
    P = U/3V
    \end{array}\qquad \sigma = Cte. \)

Determinar las líneas adiabáticas, los calores específicos y el cociente de calores transferidos en los procesos isotérmicos de un ciclo de Carnot recorrido por la radiación.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 75

Una masa de cierta sustancia que funde a temperatura \( T_o \) , y cuyo calor latente de fusión es \( l_o \) , se encuentra en estado sólido a \( T_1 (T_1 < T_2)\) . Si los calores específicos de las fases sólida y líquida son \( C_s \;y\; C_l \) , constantes en el intervalo de temperaturas considerado, calcular la diferencia entre las entropías de esa sustancia en estado líquido subenfriado \( T_1 \) y en el estado sólido también a \( T_1 \)

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 76

Un mol de gas perfecto monoatómico sufre una expansión adiabática irreversible desde \( 2·P_o\) frente a una presión final de \( P_o\) . Sí la temperatura inicial es \( T_i \) calcular la variación total de entropía.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 77

Un cilindro térmicamente aislado, cerrado por ambos extremos, está provisto de una pistón conductor sin rozamiento, que lo divide en dos partes. Inicialmente se sujeta al pistón en el centro, quedando a un lado un litro de aire a 300 ºK y a 2 atmósferas y al otro, un litro de aire a 300 ºK y a 1 atmósfera. Se abandona el pistón asimismo, alcanzándose en equilibrio de P y T en una nueva posición. Calcúlese P y T finales así como \( \triangle S \) .

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 78

Se tienen dos masas iguales de agua a temperaturas \( T_1 \;y\; T_2 \) respectivamente. Determinar el cambio de entropía si se mezclan las dos masas.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 79

Un cilindro, térmicamente aislado y cerrado por ambos extremos, está provisto de un pistón adiabático sin rozamiento que lo divide en dos partes. Inicialmente se sujeta el pistón en el centro, quedando a un lado un litro de aire a 300 ºK y a 2 atmósferas y al otro, un litro de aire a 300 ºK y a 1 atmósfera. Sí abandona el pistón así mismo, alcanzándose el equilibrio en una nueva posición calcular la presión, la temperatura final de cada lado y el aumento total de entropía.

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Ejercicios de termodinámica - enunciado del ejercicio 80

Se tienen dos cuerpos a una misma temperatura, \( T_i \) . Determinar el trabajo mínimo que se debe invertir para enfriar uno de los cuerpos para temperatura \( T_2 \) y a presión constante.

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EJERCICIOS RESUELTOS DE TERMODINÁMICA Y TERMOTECNIA

grupo primero ~ : ~ grupo segundo ~ : ~ grupo tercero

grupo cuarto ~ : ~ grupo quinto ~ : ~ grupo sexto

grupo septimo ~ : ~ grupo octavo ~ : ~ grupo noveno
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tema escrito por: José Antonio Hervás