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ESCUELASUPERIORPOLITcNTcADELLIToRALFISICAB

cALoR,rRTMERALEyDELA TERMooTNvucAyrnonacnrrrcADELos cASES

l. Un recipiente tiene unamezcla de dos gases n1 moles del gas I que tiene un calor especficomolar de C1 y n2 moles de in gas 2con calor especfico molar de C2. Determineel calor especfico molar de la mezcla.Resp: C: (ntCt+n2C)(n1+ n)

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INSTITUTOI}ECIENCIASFISICAS

z. Las temperaturas de tres lquidosdiferentes son mantenidas constantes a 15oC, 20"Cy 25oC respectivamente. cuando masaiguales e los dos primerosiquidosson mezcladas, la temperatura de equilibrioes de 18'C. Cuando masa iguales de los dos

,ilti-o,lquidosson mezcladas, la temperatura de equilibrioes de 24oc. cul ser la temperatura de equilibriocuando semezclan masas iguales del primeroy tercer lquido?Resp:27'C

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3. Cunto hielo a -20'C hay que mezclar con 250 g de agua a25 "C para que toda la mezcla termine enestado lquidoa 0 oC(Desprecie el calor especfico delrecipienteque contiene alamezcla y las prdidas por conduccin).Considere el calor latente defusin del hielo como80 callgResp: 69.44 g

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5. Almedioda, el Sol proporciona 1000 W a cada metro cuadrado de una carretera asfaltada. Si el asfalto calientepierde energlasolo por radiacin,Cul es su temperatura de equilibrio?Resp: j64 K

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6. U;."-ipii"t"* lu flrmade un cascarn esfrico tiene un radio interiora y un radio'exteriorb.Laparedtieneuna conductividadtrmica . Si el interiorse mantiene a una temperatura T1 y el exteriora una temperaturaTT, calcule la rapidez de variacin delcalor entre las superficies.Resp:4rkabQ,*f)/ft-a)

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7. Un gas est encerrado en un cilindropor medio de un mboloque se mueve libremente. Si el gas sufre una dxpansin adiabtica,Cual de las siguientes afirmacioneses correcta?a. La temperatura del gas pennanece constanteb. La presin del gas pennanece constntec. Se transfiereenerga del entornoal gasd. Disminuye laenerga interna del gas

Resp: d


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- 8. En un baln de 10 litrosde volumenhay Helioa una presin de 105 Pa y una temperatura de 27 oC. Despus de que se ha sacadol0 gramos de Helio,la temperatura descendi a 17oC. Detenninar la presin del Helioen el baln.Resp.: 9.6*l0aPa

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- i r' si *nt"ru."". io t rn' " on gu, ideal biatmico,cuya masa moleculares 29 g/molque inicialmenteesta a 5 atm d. pr*i"a"calienta desde una temperatura de 27 oC, hasta 80 oC, suministrndole0.1 kcal. Se requiere:a. Graficarel proceso con las curvas isotrmicas indicandosus valores.b. Determinarla presin final.c. Calcularel trabajo realizado.d. Calcularel c_ambio de energia interna.Resp: 5.96*lfPa, 0, 418.4 J

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. , 13. Considere la compresinisotrmicade 0.10 molde un gas ideal a T:0 oC. La presin iniciales de 1.00 atm, y el volumen finales de l/5 del inicial.a. Determineel trabajo requerido.b' Intercambia calor el gas con el medio externo? En ese caso, Cunto y en qu direccin?c. Cul es la variacinde energa intema?Resp: -365.12 J, 365.12 J haeia fuera, 0 J

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w 15. Duranteuna expansin adiabca,la temperatura de 0.75 molde O2bajade 40'C a l0oC.El 02 puede tratarse como un gas ideal:a. Dibujeel diagrama PZpara este proceso.b. Cunto trabajo realtza el gas?c. Entra o sale calor del gas? Calcule la magnifudde este flujode calor.d. CalculeAU.Resp: 280.46, 0, 280.46 J

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tW= Z?c,r-1tJ\\*--.--==*-----l16. Una muestfa de gas ideal se expande al doblede su volumenoriginaldel.00 m3 en

un proceso cuasi-esttico para el cual P : {tV',con : 5.00 atm,/mo, como semuestra en la figwa.Curinto trabajo realiza el gas en expansin?Resp: L 18 MJ

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17. Un sistema termodinmicoefecta el proceso ciclicode la figuraque se muestra acontinuacin.El ciclo consiste de dos lazos cerrados, el I y el II.a. En un ciclocompleto,El sistema efectua trabajo positivo o negativo?b. En cada uno de los ciclos, El trabajo neto realizadopor el sistema es positivo onegativo?c. En un ciclocompleto,Entra o sale calor del sistema?d. En cada uno de los lazos, Entra o sale calor delsisfema?Resp: a) Positivo, b) I positivo,IInegativo,c) Positivo, d) I posirivo,IInegativo

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21. tJncilindrocontiene r moles de un gas ideal que experimenta unproceso adiabtico. Demuestre que el trabajclrealizadoes:

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zz. I)ot*of"tJt * g* ia"urtt: lJol se expande lenta y adiabticamente desde ,rn"p."rionO"-o ut*y un volumen de 12.0litros hasta un volumen finalde 30.0 litros.a. Cul es la presin finaldel gas?b. Cu.les son las temperaturas inicialy fmal?Resp:1.39 atm,365 K 254 K

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'1 - -^-'{ \;= J65 K;-\-'--*-*j23. Durante 30 s, 500 granizos golpean una ventana de vidriode 0.60 m2 a un ngulo de ,1S" respecto " lu *p.rfi"i"d" fu u.***Cada granizo tiene una masa de 59 y una velocidad de 8 m/s. Si las colisionersoo elsticai,encuentre -la fuerza y la presinpromediosobre la ventaria.

Resp: 0.943 N, 1.57 N/m2

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P= t , c,3ulx'J'A -,*- \.

lg= L,:t x,,.'-"or /*.-,',\r-r-r+ . ,-)24. Qu le ocurre a la presin de un gas si la velocidadde sus molculas se duplica sin que varle su volumen?

a. La presin se duplica

b. La presin no cambiac. La presin se incrementa por un factor de 4d. La presin se incrementa por un factor de 3/2Resp: c

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25- Un globo esftrico de 4000 cm3 de volumen contiene helio a una presin (interna)de 1.2*105N/mz.Cuifurtosmoles de helio hayen el giobq si cada tomo de helio tiene una energa cintica promedio de 3.6*10-22J?Resp: i.32 mol

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26. Dos gases de diferente masa se encuentran dentro de un recipiente que se encuenfra a la misma temperatwa.De esto se puedededucir que para los dos tipos de gases:a. La energla cinticade las molculas es la mismab. La velocidadcuadrtica media de las molculas es la mismac. Las molculas mslivianas se mueven ms despacio que las ms pesadasResp: a

27. Suponga qrr"pu.ti"of*muy finasde humo esn suspendidas en el aire. La velocidadcuadrtica media de una partcula de humoes de 4.9*10-3rnls y la temperatua es de 295 K. Encuenfela masa de la partfeula.Resp: 5.A87*1616kg

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