Problemas de procesos en gases ideales (GIA)
De Laplace
(→Expansión adiabática no cuasiestática de un gas ideal) |
(→Proceso isotérmico y adiabático en un gas perfecto) |
||
| Línea 34: | Línea 34: | ||
#Expansión adiabática. | #Expansión adiabática. | ||
| - | == [[ | + | == [[ Proceso_isotermo_y_adiabático_consecutivos | Proceso isotérmico y adiabático en un gas perfecto ]] == |
| - | + | Se comprime un mol de aire en condiciones estándar mediante un proceso isotermo | |
| - | a la | + | hasta reducir su volumen a la mitad, luego se expande adiabáticamente hasta |
| - | + | recuperar su presión inicial. Ambos procesos son cuasiestáticos. Halle | |
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | # | + | #La temperatura final |
| - | # | + | #El trabajo total realizado por el gas |
| + | #El calor total absorbido por el gas | ||
| + | #La variación de energía interna | ||
== [[ Expansión_adiabática_no_cuasiestática | Expansión adiabática no cuasiestática de un gas ideal ]] == | == [[ Expansión_adiabática_no_cuasiestática | Expansión adiabática no cuasiestática de un gas ideal ]] == | ||
Revisión de 08:49 31 may 2011
1 Trabajo en tres procesos que unen dos estados
Calcula el trabajo realizado sobre un fluido que se expande en los tres procesos entre los mismos estados inicial y final indicados en la figura. En el proceso c, que es cuasi-estático, se tiene 
, con 
y 
. Los volúmenes inicial y final son 
y 
.
2 Temperatura de una llama
Para averiguar la temperatura de una llama se calienta con ella un trozo de hierro de 200 g que, a continuación, se introduce en un calorímetro que contiene un litro de agua. Se observa que la temperatura de ésta aumenta de 18.0 a 
. ¿Cuál es la temperatura de la llama?
Datos: capacidad calorífica del calorímetro: 
, 
, calor específico del agua líquida: 
.
3 Estado final de una mezcla de hielo y vapor de agua
En un calorímetro que contiene 200 g de hielo a -8.00 °C se introducen 50.0 g de vapor de agua a 100 °C. El equivalente en agua del calorímetro es 20.0 g. Determina el estado final de la mezcla.
Datos: calor específico del hielo: 0.500 cal/g °C; entalpía de fusión del hielo: 80.0cal/g; entalpía de vaporización del agua: 537 cal/g
4 Trabajo en un ciclo de un gas perfecto
Las condiciones iniciales del estado de un gas perfecto son: V=4.00 l, P=2.00 atm, t = 27.0o C. Se dilata el gas a presión constante hasta duplicar su volumen. A continuación se comprime isotérmicamente hasta recuperar el volumen inicial. Finalmente se enfría a volumen constante hasta su presión inicial.
- Dibuja el ciclo en un diagrama PV.
- Calcula el trabajo realizado sobre el gas en el ciclo suponiendo que los procesos son cuasiestáticos.
5 Expansión isoterma y adiabática
Un gas ideal monoatómico ocupa un volumen de 
a la presión de 
y a la temperatura de
. El gas se expande hasta la presión final de
mediante un proceso cuasiestático. Calcule el
trabajo realizado, el calor absorbido y la variación de energía interna en
los siguientes casos:
- Expansión isoterma.
- Expansión adiabática.
6 Proceso isotérmico y adiabático en un gas perfecto
Se comprime un mol de aire en condiciones estándar mediante un proceso isotermo hasta reducir su volumen a la mitad, luego se expande adiabáticamente hasta recuperar su presión inicial. Ambos procesos son cuasiestáticos. Halle
- La temperatura final
- El trabajo total realizado por el gas
- El calor total absorbido por el gas
- La variación de energía interna
7 Expansión adiabática no cuasiestática de un gas ideal
4 moles de nitrógeno están a 25 oC y 30 atm. Se pasa bruscamente la presión hasta un valor de 10 atm mediante una expansión adiabática del gas contra una presión exterior constante de 10 atm. El proceso no es cuasiestático. Calcule
- La temperatura final del gas suponiendo que la ecuación de estado de los gases ideales es aplicable a los estados inicial y final.
- La variación de energía interna.
- El trabajo realizado sobre el gas.
- Compare con las mismas magnitudes en un proceso adiabático cuasiestático que expanda el gas hasta la misma presión final de 10 atm.
