Actividad 6. Unidad 2

Problemas de la Primera Ley de la Termodinámica.

Resuelve los siguientes ejercicios.

1. Menciona el modelo matemático de la primera Ley de la Termodinámica y describe su significado.

El modelo matemático de la primera ley de la termodinámica es

donde representa la sumatoria de energías intercambiadas, es decir el resultado de la variación de energías entre los dos cuerpos, esta sumatoria de energías intercambiadas, es como su nombre lo indica ∑EI= calor + trabajo. Esto es, la energía en forma de calor que se ganó o perdió más la energía en forma de trabajo que se ganó o perdió.

2. Menciona las siguientes ecuaciones termodinámicas

a) ecuación de estado de un gas ideal

b) ecuación de una transformación adiabática.

pVr=cte

c) índice adiabático de un gas ideal

3. Las unidades de calor son:

a)caloría b) Kelvin c) Watt d)Joule

4. Se comprime un gas a presión constante de 0.8atm de un volumen de 9 L a un volumen de 2 L. En el proceso se escapan del gas 400 J de energía calorífica. ¿ Cuál es el trabajo realizado por el gas?

P= 0.8atm

Vi= 91V

f = 21Q= 400 JW= P(Vf –Vi) = .8 (2 –9) = -5.6 atm1 atm = 101.3 J-5.6 * 101.3= -567.28 J

ΛU= Q –W = -400 + 567.28= 167.28 J

5. Un sistema termodinámico sigue un proceso en el cual su energía interna disminuye 500 J. Si al mismo tiempo se hacen 220 J de trabajo sobre el sistema, encuentre el calor transferido por o hacia el sistema.

ΛU=-500JW= -220J

ΛU= Q –WQ= AU + W = -500 + (-220) = -720 J

6. Cinco moles de un gas ideal se expanden isotérmicamente a 127 °C hasta cuatro veces su volumen inicial. Encuentre el trabajo realizado por el gas y el flujo de calos hacia el sistema. Ambos en joules.

n= 5 molt= 127° CT= 400.15 KV

f = 4Vi

W= (5 moles) (8.3145 J/mol K)(400.15 K)ln(4)

W= 23061J

ΔU = Q – W = 0 – 23061 = 23061 J

7. Cuanto trabajo hace el sistema cuando 1 mol de agua a 100°C hierve y se convierte en un mol de vapor a 100°C a una presión de un atm?

N= 1 molM= 18g = .018 kgt= 100° C100°C + 273.15= 373.15°KL

v= 2.26 * 10-6J Kg-1 –542.4 calg-1

El calor que se absorbe entonces sería:

Q= .018 * (2.26 * 106) = 4.68 * 104

8. Retomando los datos del problema anterior determine el cambio en la energía interna de vapor al evaporarse. Considere el vapor como un gas ideal.

W = P * V

v

= nRT = a* 8.3145 * 373.15=

=3102.56 J

9. Las unidades de trabajo mecánico en el sistema internacional son:

a) Cal b) Watt c) Kelvin d)joule.

10. Comentarios sobre los problemas.

Me pareció bien que esten mezclados los problemas como la teoría, y con esto podemos relacionar y tener un mejor entendimiento de los temas que estudiamos.