PROBLEMARIO DE FÍSICA GENERAL UNIDAD IV

PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA

1. Calcule el trabajo que puede ser hecho por una masa de 400 gr que cae desde una

altura de 300 cm. Calcule además el calor que se desprendería si ésta masa cayera

libremente desde esa altura.

2. ¿Cuál será el trabajo realizado al desplazar una masa de 500 g, hasta una altura de

1 Km? De su respuesta en calorías y joules.

3. Si el calor específico de una sustancia es Cp = 1.6 cal/gºC. ¿Cuál es la energía

transferida, si se calienta una masa de 100.o g de dicha sustancia, desde 37ºC hasta

45ºC?

4. Considere un sistema que contiene un mol de un gas monoatómico retenido por un

pistón. ¿Cuál es el cambio de energía interna del gas, si q = 50.0 J y w = 100.0 J?

5. Si en un proceso dado, el cambio neto ó total de energía interna de un sistema es

de 100.0 cal, y el mismo realizó un trabajo de w = 100.0 cal, determine el calor

transferido al sistema.

6. ¿Cuál será el valor de q si el cambio en energía interna de un gas ideal, durante un

proceso dado fue de E = 0.0 y el trabajo realizado fue de 100.0 cal?.

7. ¿Cuál será el trabajo realizado, al ocurrir un cambio de estado en un sistema, si q =

0 y E = 545 cal/mol?

8. Un sistema realiza un cambio de estado en dos etapas. El calor absorbido, y el

cambio en energía interna total, al final del proceso fueron de 100.0 cal y 300.0 cal

respectivamente. Si el trabajo realizado en la primera de las etapas fue de 60.0 cal.

Determine el trabajo realizado en la segunda etapa.

9. Se tiene un sistema formado por un baño de agua, cuya masa es de 200 g, y su

temperatura es de 25ºC inicialmente. Este sistema esta conectado al exterior

mediante una polea, la cual sostiene un cuerpo y está conectada a un agitador

inmerso en el agua. Al caer el cuerpo se mueve el agitador y el agua se calienta a

40ºC. Determine E, q y w debido al cambio experimentado por el sistema y el

medio.

10. Se tiene un “baño de María” de 500 g de agua a 100ºC y se sumerge un tetero de

10.0 g de leche a 25ºC por unos minutos, para luego sacarlo a la temperatura final

de 37ºC. a) Determine la temperatura final del baño. b) Determine E, q y w debido

al cambio experimentado por el sistema y el medio.

Problemas de Primera ley de la termodinámica y aplicación a diferentes tipos de

procesos

1. Considere un sistema que contiene un mol de un gas monoatómico retenido por un

pistón. ¿Cuál es el cambio de temperatura del gas al ser sometido a un proceso

donde q = 50.0 J y w = 100.0 J?.

2. Un mol de un gas ideal se expande contra un pistón que soporta un presión de 0.2

atm. Si la presión inicial del gas es de 10 atm y la presión final es de 0.4 atm,

manteniéndose la temperatura constante a 0ºC, calcule: El trabajo, (en calorías),

realizado por el gas durante la expansión, el cambio en la energía interna del gas,

el calor transferido en el cambio.

3. Un mol de un gas ideal monoatómico, recorre el ciclo descrito a continuación: Del

estado inicial 1, de 300ºC (T1 = 300ºC), es expandido isobáricamente, hasta el doble

de su volumen inicial (V2 = 2V1); para luego ser enfriado isocóricamente hasta T3 =

T1 y finalmente comprimido isotérmicamente hasta el estado inicial. Calcule los

valores de las variables P, T, V, en todos los estados, represente el ciclo en

diagramas P vs V, T vs V y P vs T, para el proceso, calcule los cambios de q, w y

E, en cal, para cada etapa, y el cambio total para el ciclo.