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Entrega de ejercicios 2, Ejercicios de Física

Asignatura: Fisica II, Profesor: , Carrera: Física, Universidad: USAL

Tipo: Ejercicios

2011/2012

Subido el 28/10/2012

ppajuelo94
ppajuelo94 🇪🇸

3.9

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FISICA II
CURSO PRIMERO DEL GRADO DE F´
ISICA DE LA
UNIVERSDIDAD DE SALAMANCA
PLAN 2009
CURSO ACAD´
EMICO 2012-2013
SEGUNDA ENTREGA DE CUESTIONES Y EJERCICIOS.
PRIMER PRINCIPO DE LA TERMODIN ´
AMICA
1. Un recipiente aislado est´a dividido en dos partes iguales por un tabique
delgado. En una de las mitades se hace el vac´ıo y en la otra se encierra
un gas ideal a una atm´osfera de presi´on y 300 K. Se quita el tabique y se
establece el equilibrio en todo el recipiente. En el equilibrio, ¿cu´al de las
siguientes afirmaciones es correcta? (a) La presi´on es media atm´osfera y
la temperatura 150 K. (b) La presi´on es una atm´osfera y la temperatura
150 K. (e) La presi´on es media atm´osfera y la temperatura 300 K. (d)
Ninguna de las anteriores.
2. Un gas cambia reversiblemente su estado de A a C (figura 1). El trabajo
realizado por el gas es (a) aximo en la trayectoria ABC;
(b) m´ınimo en la trayectoria AC; (e) aximo en la trayectoria
ADC; (d) el mismo en las tres trayectorias.
3. Para determinar el calor espec´ıfico de 100 g de un material se introduce
en un calor´ımetro de cobre de 25 g, que contiene 60 g de agua. El
sistema se encuentra inicialmente a 20 oC. A continuaci´on se naden
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FISICA II

CURSO PRIMERO DEL GRADO DE F´ISICA DE LA

UNIVERSDIDAD DE SALAMANCA

PLAN 2009

CURSO ACAD´EMICO 2012-

SEGUNDA ENTREGA DE CUESTIONES Y EJERCICIOS.

PRIMER PRINCIPO DE LA TERMODIN ´AMICA

  1. Un recipiente aislado est´a dividido en dos partes iguales por un tabique delgado. En una de las mitades se hace el vac´ıo y en la otra se encierra un gas ideal a una atm´osfera de presi´on y 300 K. Se quita el tabique y se establece el equilibrio en todo el recipiente. En el equilibrio, ¿cu´al de las siguientes afirmaciones es correcta? (a) La presi´on es media atm´osfera y la temperatura 150 K. (b) La presi´on es una atm´osfera y la temperatura 150 K. (e) La presi´on es media atm´osfera y la temperatura 300 K. (d) Ninguna de las anteriores.
  2. Un gas cambia reversiblemente su estado de A a C (figura 1). El trabajo realizado por el gas es (a) m´aximo en la trayectoria A → B → C; (b) m´ınimo en la trayectoria A → C; (e) m´aximo en la trayectoria A → D → C; (d) el mismo en las tres trayectorias.
  3. Para determinar el calor espec´ıfico de 100 g de un material se introduce en un calor´ımetro de cobre de 25 g, que contiene 60 g de agua. El sistema se encuentra inicialmente a 20 oC. A continuaci´on se a˜naden

Figura 1: Un ciclo termodin´amico

120 ml de agua a 80 oC al vaso calorim´etrico. Cuando se alcanza el equilibrio t´ermico, la temperatura del agua es 54 oC. Determinar el calor espec´ıfico del bloque.

  1. Un cilindro con pist´on contiene 0.150 moles de nitr´ogeno a 1. 80 × 105 Pa y 300 K. El nitr´ogeno puede tratarse como gas ideal. Primero, el gas se comprime isob´aricamente a la mitad de su volumen original. Luego, se expande adiab´aticamente hasta su volumen original. Por ´ultimo, se calienta isoc´oricamente hasta su presi´on original. a) Muestre esta serie de procesos en una gr´afica P V , b) Calcule las temperaturas al principio y al final de la expansi´on adiab´atica. e) Calcule la presi´on minima.
  2. Comparaci´on de procesos termodin´amicos. En un cilindro, 1.20 moles de un gas monoat´omico con comportamiento ideal, a 3. 60 × 105 Pa y 300 K, se expande hasta triplicar su volumen. Calcule el trabajo efectuado por el gas si la expansi´on es: a) isot´ermica; b) adiab´atica; e) isob´arica. d) Muestre cada proceso en una gr´afica P V. ¿En qu´e caso es m´aximo el valor absoluto del trabajo efectuado por el gas? ¿Y minimo? e) ¿En qu´e caso es m´aximo el valor absoluto de la transferencia de calor? ¿Y m´ınimo? f) ¿En qu´e caso es m´aximo el valor absoluto del cambio de energ´ıa interna del gas? ¿Y m´ınimo?
  3. Calc´ulese el trabajo realizado por n moles de gas durante una expansi´on isoterma reversible, desde un volumen inicial V 0 a un volumen final 2V 0 , si su ecuaci´on emp´ırica de estado es:

a) P (V − nb) = nRT. b) P V = nRT (1 + (nB/V )) c) (P + (n^2 a/V )) (V − nb) = nRT

En estas ecuaciones b, R, B y a son constantes.