Preguntas de test de introducción a la termodinámica (GIE)
De Laplace
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1 Temperatura de un gas
Un gas ideal diatómico contenido en un recipiente ocupa un volumen de 500 cm³ a una presión de 4.0 bares y 300 K de temperatura. Experimenta una expansión hasta un estado final en el que ocupa un volumen de 1000 cm³ a una presión de 1.0 bares.
¿Cuál es la temperatura final del gas?
- A 150 K
- B Depende de si las paredes son adiabáticas o diatermas.
- C 75 K
- D 600 K
1.1 Solución
La respuesta correcta es la A.
La ley de los gases ideales da
de donde la temperatura final es
2 Temperatura en un proceso
Se tiene una cantidad fija de un gas ideal diatómico situada a una presión p0, volumen V0 y temperatura T0. Experimenta un proceso tal que la presión final es 2p0 y el volumen 2V0.
En este proceso, la temperatura…
- A permanece constante.
- B se reduce a la mitad.
- C aumenta al doble.
- D se multiplica por 4.
2.1 Solución
La respuesta correcta es la D.
Como en la pregunta anterior, aplicamos la ley de los gases ideales
que en este caso da
3 Número de psi en una atmósfera
Una atmósfera equivale a 101325 Pa. Un psi es la presión ejercida por una libra (4.448 N) sobre un cuadrado de lado 1 pulgada (2.54 cm). ¿A cuantos psi equivale una atmósfera?
- A 1 atm = 579 psi
- B 1 atm = 1.50 psi
- C 1 atm = 6894 psi
- D 1 atm = 14.7 psi
3.1 Solución
La respuesta correcta es la D.
La equivalencia de psi en pascales la obtenemos mediante factores de conversión
Puesto que una atmósfera son 101325 pascales queda
4 Título de una novela en Celsius
En el paso de grados Celsius a Fahrenheit se cumple 0°C = 32°F y 100°C = 212 °F. El título de la novela Fahrenheit 451 se refiere a la temperatura a la que arde el papel. ¿Cómo quedaría este título en la escala Celsius?
- A Celsius 844
- B Celsius 213
- C Celsius 251
- D Celsius 233
4.1 Solución
La respuesta correcta es la D.
La relación entre la temperatura en grados Celsius y en grados Fahrenheit es lineal
donde los coeficientes los sacamos de que conocemos dos puntos fijos
de donde
Sustituyendo aquí el valor de la temperatura de combustión del papel
5 Densidad del aire húmedo
El aire seco (sin vapor de agua) equivale a un gas ideal de peso molecular 29 g/mol. El agua tiene peso molecular de 18 g/mol. El aire húmedo es el que tiene una cierta cantidad de vapor de agua. A 1 atm y 300 K, ¿qué aire es más denso, el seco o el húmedo?
- A Los dos tienen la misma densidad.
- B El seco.
- C Depende de la humedad del aire.
- D El húmedo.
5.1 Solución
La respuesta correcta es la .
6 Propiedad termométrica
Se tiene un sistema cerrado que contiene un gas ideal cuya temperatura puede cambiar. ¿Cuál de las siguientes propiedades no nos sirve para construir una escala para un termómetro?
- A El número de moles.
- B La energía interna.
- C La presión.
- D El volumen.
6.1 Solución
La respuesta correcta es la .
7 Dilatación de un paralelepípedo
El coeficiente de dilatación lineal del oro a 20 °C es 14×10−6°C−1. Si se tiene un paralelepípedo de oro que a 20 °C ocupa 500 cm³, ¿cuánto aumenta el volumen cuando se calienta hasta 30 °C?
- A 210 mm³
- B 140 mm³
- C 70 mm³
- D 7 mm³
7.1 Solución
La respuesta correcta es la .
8 Volumen de gasolina
Una cierta cantidad de gasolina ocupa 1000 cm³ a 20 °C y 1019 cm³ a 40 °C. ¿Qué volumen ocupa a 80 °C?
- A 1095 cm³
- B 1057 cm³
- C 1038 cm³
- D 1076 cm³
8.1 Solución
La respuesta correcta es la .
9 Proceso en un gas
Un gas ideal diatómico ocupa un cierto volumen V0 a una presión p0 y una temperatura T0. Primero, manteniendo constante su volumen, se reduce lentamente su presión a p0 / 2. Luego, manteniendo constante su nueva presión, se pone gradualmente en contacto con un foco a temperatura T0. ¿Como se relacionan el volumen inicial, V0, y final Vf, del gas?
- A Vf = V0
- B Vf = V0 / 2
- C Vf = 2V0
- D Vf = 4V0
9.1 Solución
La respuesta correcta es la .
10 Dilatación de raíles
Los raíles ferroviarios son de acero y tienen 18 m de longitud a 20°C. Si deben operar entre -10°C y 60°, ¿qué espacio debe dejarse como mínimo entre un tramo y el siguiente si se tienden a una temperatura de 20°?
- A 1 cm
- B 2 cm
- C 2 mm
- D 5 mm
Dato: Coeficiente de dilatación lineal del acero: 13×10−6K−6
10.1 Solución
La respuesta correcta es la .
