FÍSICA II GUÍA DE PROBLEMAS TEMA 1 : CONCEPTOS ... - unne

FISICA II 2010 Lic. María Raquel Aeberhard
GUIA DE PROBLEMAS
TEMA 4: PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: PROCESOS
1. Se deja expandir un gas a una presión constante de 20 psia, siendo su variación
de volumen ∆v = v f – v i = 0,5 ft 3 . Calcular el trabajo del sistema al expandirse y
expresarlo en julios. Representarlo gráficamente.
2. En cierto proceso se suministran 500 cal a un sistema y al mismo tiempo se
realiza, sobre el mismo, un trabajo de 100 julios. ¿Cuál será el incremento de
energía interna?
3. En un sistema cerrado un fluido realiza una expansión a la presión constante de
1 kg/cm 2 . Durante la expansión el volumen del sistema aumenta de 0,12 m 3 a
0,3 m 3 , siendo su masa de 3 kg. a) Dibujar la transformación en un diagrama P-
V; b) Calcular el trabajo realizado; c) Calcular el trabajo por unidad de masa; d)
Calcular los volúmenes específicos inicial y final.
4. Un gas es enfriado a presión constante de 7 kg/cm 2 en un cilindro de 25 cm. de
diámetro. El émbolo recorre 60 cm. y en el proceso se transfieren 6 Kcal. desde
el sistema al medio exterior. Suponiendo que la transformación se lleva a cabo
reversiblemente: a) Calcular la variación de energía interna; b) Considerando el
gas como perfecto determinar si su temperatura aumenta o disminuye; c)
Representar gráficamente la transformación.
5. Un sistema cerrado realiza un ciclo de tres transformaciones. En la primera
entrega un trabajo de 10 Kcal. y su energía interna es de 3 kcal. En el segundo
su energía interna varía adiabáticamente hasta 15 Kcal. y en la tercera
evoluciona reversiblemente a volumen constante. Calcular los cambios de
energía que corresponden a cada transformación y al ciclo completo.
6. Se tiene un compresor que aspira aire a una presión p 1 = 1 kg/cm 2 y de volumen
específico V 1 = 0,84 m 3 /kg. Dicho aire es expulsado a una presión p 2 = 9
kg/cm 2 con un volumen específico v 2 = 0,14 m 3 /kg. La energía interna inicial es
u 1 = 2,6 Kcal. /kg y la final u 2 = 27,5 Kcal. /kg. En la refrigeración se
transfieren 16 Kcal. /kg. Calcular el trabajo suministrado al compresor
considerando que las variaciones de energía cinética y potencial son
despreciables. Expresar el trabajo en kgm/kg, Kcal. /kg y julio/kg.