fisica i completo - GNELSONJ

Cap. 13. Calor y la Primera Ley de la Termodinámica
la presión del gas es directamente proporcional al volumen. a) Dibujar
el diagrama presión versus volumen. b) Calcular el trabajo que realiza
el gas en este proceso. Indicar si es positivo o negativo y comente el
significado asociado al signo. c) Analizar cómo se relaciona la temperatura
del gas con su volumen durante este proceso. R: b) 4PoVo, c)
PoV 2 /n(PM)Vo, donde (PM) es el peso molecular del gas.
13.22 La figura 13.13 representa la variación del volumen y la presión de un
gas cuando se expande desde 1 m 3 a 6 m 3 . a) Calcular el trabajo realizado
por el gas durante el proceso, b) analizar lo qué le ocurre a la
temperatura durante el proceso. R: 1418.2 J.
13.23 Un gas está a una presión de 1.5 atm y a un volumen de 4 m 3 . Calcular
el trabajo realizado por el gas cuando: a) se expande a una presión
constante hasta el doble de su volumen inicial y b) se comprime a presión
constante hasta un cuarto de su volumen inicial. R: a) 6.1x10 5 J,
b) -4.6x10 5 J.
13.24 Un gas ideal está encerrado en un cilindro que tiene un émbolo móvil
en su parte superior, de masa 8 kg y área de 5 cm 2 , libre de moverse,
manteniendo la presión del gas constante. Calcular el trabajo si la temperatura
de 2 moles de gas aumenta de 20º a 300º C. R: 4698 J.
Figura 13.13. Problema 13.22 Figura 13.14 Problemas 13.25 y 13.37.
13.25 Una muestra de gas ideal de un mol se lleva a través de un proceso
termodinámico cíclico, como se muestra en la figura 13.14 El ciclo
consta de tres partes: una expansión isotérmica ab, una compresión
isobárica bc y un aumento de presión a volumen constante ca. Si T =
300 K, Pa = 5 atm, Pb = Pc = 1 atm, calcular el trabajo realizado por el
gas durante el ciclo.
402