TAREA  14 de Fluidos y Termodinámica

1.   El volumen  de un gas ideal es 4 litros, la presión 2 atm y la temperatura 300 K. En primer lugar, el gas se expansiona a presión constante hasta duplicar su volumen inicial; después, se comprime isotéricamente hasta su volumen inicial, y finalmente se enfría a volumen constante hasta su presión inicial.

a) Represéntese el proceso en un diagrama pV.

b) Calcúlese la temperatura durante la compresión isotérmica.

c) Calcúlese el trabajo ralizado por el gas durante la expansión.

d) Calcúlese la máxima presión alcanzada en el proceso.

2.   Durante una expansión adiabática, la temperatura de 0.1 mol de oxígeno desciende de 30°C a 10°C. ¿Cuánto trabajo realiza el gas? ¿Cuánto calor se ha suministrado?

3.   Dos moles de helio están inicialmente a una temperatura de 27°C y ocupan un volumen de 20 litros. En primer lugar, el helio se expande a presión constante hasta duplicar el volumen y después adiabáticamente hasta que la temperatura vuelve a su valor inicial.

a) Dibújese un diagrama del proceso en el plano pV.

b) ¿Cuál es el calor total sumistrado en el proceso?

c) ¿Cuál es la variación total de la energía interna del hielo?

d) ¿Cuál es el trabajo total realizado por el helio?

e) ¿Cuál es el volumen final?

4.   Un gas ocupa un volumen de 4.33 litros a una presión de 1.17atm y una temperatura de 310K. Se le comprime adiabaticamente a un volumen de 1.06 litros. Determine (a) la presión final y (b) la temperatura final, suponiendo que el gas sea ideal con g = 1.4. (c) ¿Cuánto trabajo fue efectuado sobre el gas?

5.   Supongamos que 0.5 mol de un gas diatómico ideal (g = 1.4) experimenta el ciclo mostrado en la figura. La presión 1 es P₁ = 10x10⁵ Pa, y durante la expansión isobárica el volumen se duplica. La expansión adiabática se realiza hasta que su temperatura desciende hasta 450 K. En seguida, se hace descender la presión hasta que su temperatura es igual a la inicial (toca la isoterma de 300 K). (a) Hállense la presión y el volumen en los puntos 1, 2, 3, y 4 de la figura. (b) hállense Q, W y DU en cada paso del ciclo y en el ciclo entero.

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