1-1C ¿Por qué un ciclista acelera al ir pendiente abajo, aun cuando no esté pedaleando? ¿Viola eso el principio de la conservación de la energía?

En un camino de descenso de la energía potencial del ciclista se convierte en energía cinética , y por lo tanto el ciclista se acelera . No hay creación de energía , y por lo tanto no ha habido violación del principio de conservación de la energía.

1-2C Una de las cosas más divertidas que puede experimentar una persona es que en ciertas partes del mundo, un automóvil inmóvil, al ponerlo en punto muerto, sube por una pendiente cuando quita el freno. Esos sucesos hasta se difunden por TV. ¿Puede realmente suceder eso, o es alguna ilusión óptica? ¿Cómo se puede verificar si la carretera realmente es de subida o de bajada?

Un coche va cuesta arriba sin el motor en marcha aumentaría la energía del coche, y por lo tanto sería una violación de la primera ley de la termodinámica . Por lo tanto , esto no puede suceder . El uso de un medidor de nivel ( un dispositivo con una burbuja de aire entre dos marcas de un tubo de agua horizontal ) puede demostrarse que la carretera que se ve cuesta arriba para el ojo es en realidad cuesta abajo.

1-3C Un oficinista dice que una taza de café frío en su escritorio se calentó hasta 80 °C, al tomar energía del aire que lo rodea, que está a 25 °C. ¿Hay algo de verdad en su aseveración? ¿Viola ese proceso alguna de las leyes de la termodinámica?

No hay verdad a su reclamación. Se viola el segundo principio de la termodinámica

Masa, fuerza y unidades

1-4C En un artículo periodístico se afirma que una máquina de turboventilador con engranes produce 15 000 libras de empuje para impulsar hacia adelante la aeronave. ¿La “libra” que se menciona aquí es lbm o lbf? Explique.

El " libra " mencionado aquí debe ser " lbf ", ya que es una fuerza de empuje y el lbf es la unidad de fuerza en el sistema Inglés . Usted debe conseguir en el hábito de no escribir nunca la unidad " libra " , pero siempre utilizar " lbm " o " lb " adecuada ya que las dos unidades tienen diferentes dimensiones.

1-5C Explique por qué la dimensión del año-luz es longitud.

En esta unidad, la palabra luz se refiere a la velocidad de la luz . La unidad de año-luz es entonces el producto de una velocidad y tiempo. Por lo tanto, este producto forma una dimensión distancia y la unidad .

Sistemas, propiedades, estado y procesos

1-19C Se le solicita a usted hacer el análisis metabólico (de energía) de una persona. ¿Cómo definiría usted el sistema para estos fines? ¿Qué tipo de sistema es?

Este sistema es una región del espacio o sistema abierto en el que la masa tales como aire y los alimentos pueden cruzar su límite de control. El sistema también puede interactuar con el entorno mediante el intercambio de calor y el trabajo a través de su límite de control. Mediante el

seguimiento de estas interacciones, podemos determinar las características de conversión de energía de este sistema.

1-20C Está usted tratando de comprender cómo funciona un compresor alternativo (de cilindro-émbolo) de aire. ¿Qué sistema usaría usted? ¿Qué tipo de sistema es?

El sistema se toma como el aire contenido en el dispositivo de pistón-cilindro. Este sistema es un sistema de masa cerrado o fijo ya que ninguna masa entra o sale de ella.

1-21C ¿Cómo podría usted definir un sistema para estudiar el agotamiento de ozono en las capas superiores de la atmósfera terrestre?

Cualquier porción de la atmósfera que contiene la capa de ozono funciona como un sistema abierto para estudiar este problema. Una vez que se selecciona una parte de la atmósfera, hay que resolver el problema práctico de la determinación de las interacciones que se producen en las superficies de control que rodean volumen de control del sistema.

1-22C ¿Cuál es la diferencia entre propiedades intensivas y extensivas?

Propiedades intensivas no dependen del tamaño (extensión) del sistema, pero extensas propiedades hacen.

1-23C ¿El peso de un sistema es una propiedad extensiva o intensiva?

Si tuviéramos que dividir el sistema en porciones más pequeñas, el peso de cada porción también sería menor. Por lo tanto, el peso es una propiedad extensiva.

1-24C El volumen específico molar de un sistema V– se define como la relación del volumen del sistema con respecto al número de moles de una sustancia contenidos en el sistema.¿Ésta es una propiedad extensiva o intensiva?

si nos vamos a dividir este sistema en un medio , tanto el volumen como el número de moles contenidos en cada medio sería uno - mitad de la del sistema original. El volumen específico molar del sistema original es

y el volumen específico molar de uno de los sistemas más pequeños es

que es la misma que la del sistema original . El volumen específic

o molar es entonces una propiedad intensiva .

1-25C Para que un sistema esté en equilibrio termodinámico ¿deben ser iguales la presión y la temperatura en todos sus puntos?

Para que un sistema esté en equilibrio termodinámico , la temperatura tiene que ser el mismo en todo pero la presión no lo hace. Sin embargo , no debe haber fuerzas de presión desequilibrados presentes. La presión aumenta con la profundidad en un fluido , por ejemplo, debe ser equilibrada mediante el aumento de peso.

1-26C ¿Qué es un proceso de cuasiequilibrio? ¿Cuál es su importancia en ingeniería?

Un proceso durante el cual un sistema permanece casi en equilibrio en todo momento se llama un proceso cuasi-equilibrio . Muchos procesos de ingeniería pueden ser aproximadas como cuasi-equilibrio . El trabajo de salida de un dispositivo es máximo y la entrada a un dispositivo de trabajo es mínimo cuando se utilizan en lugar de los procesos de nonquasi -equilibrio procesos de cuasi-equilibrio .

1-27C Defina los procesos isotérmico, isobárico e isocórico.

Un proceso en el que la temperatura permanece constante se llama isotérmico; un proceso durante el cual la presión se mantiene constante se llama isobárica; y un proceso durante el cual el volumen permanece constante se llama isócoro.

1-28C ¿Cuál es el postulado de estado?

El estado de un sistema simple compresible está completamente especificado por dos propiedades independientes, intensivos.

1-29C ¿Cómo describiría usted el estado del agua en una bañera? ¿Cómo describiría usted el proceso que sufre esta agua al enfriarse?

La presión y la temperatura del agua se utilizan normalmente para describir el estado. Composición química, superficie coeficiente de tensión, y otras propiedades pueden ser necesarios en algunos casos.

Como el agua se enfría, su presión se mantiene fijo. Este proceso de enfriamiento es entonces un proceso isobárico.

1-30C Al analizar la aceleración de gases al fluir por una boquilla, ¿qué elegiría como sistema? ¿Qué tipo de sistema es éste?

Al analizar la aceleración de los gases a medida que fluyen a través de una boquilla, la elección adecuada para el sistema es el volumen dentro de la boquilla, delimitada por toda la superficie interior de la boquilla y la entrada y salida secciones transversales. Este es un volumen de control ya que la masa cruza el límite.

1-31C ¿Qué es un proceso de flujo estacionario?

Un proceso se dice que es de flujo estable si implica no hay cambios con el tiempo en cualquier lugar dentro del sistema o en los límites del sistema.

Temperatura

1-33C ¿Cuál es la ley cero de la termodinámica?

La ley cero de la termodinámica establece que dos cuerpos están en equilibrio térmico si ambos tienen la misma lectura de la temperatura , incluso si no están en contacto.

1-34C ¿Cuáles son las escalas ordinaria y absoluta de temperatura, en el SI y en el sistema inglés?

Son Celsius ( ° C) y kelvin ( K ) en el SI , y Fahrenheit (° F) y Rankine (R ) en el sistema Inglés .

1-35C Un termómetro de alcohol y uno de mercurio indican exactamente 0 °C en el punto de congelación, y 100 °C en el punto de evaporación. La distancia entre los dos puntos se divide en 100 partes iguales, en ambos termómetros. ¿Cree usted que esos termómetros indicarán exactamente lo mismo a una temperatura de, por ejemplo, 60 °C? Explique por qué.

Probablemente, pero no necesariamente. El funcionamiento de estos dos termómetros se basa en la expansión térmica de un fluido. Si los coeficientes de dilatación térmica de ambos fluidos varían linealmente con la temperatura , a continuación, ambos fluidos se expandirá a la misma velocidad con la temperatura, y ambos termómetros siempre dar lecturas idénticas. De lo contrario, las dos lecturas pueden desviarse .

Presión, manómetro y barómetro

1-43C ¿Cuál es la diferencia entre presión manométrica y presión absoluta?

La presión relativa a la presión atmosférica se llama la presión manométrica, y la presión relativa a un vacío absoluto se llama presión absoluta.

1-44C En una revista se dijo que unos médicos midieron la presión sanguínea de 100 adultos, usando dos posiciones del brazo distintas: paralelas al cuerpo (a lo largo del tronco) y perpendicular al cuerpo (hacia adelante). Las indicaciones en la posición paralela fueron hasta 10 por ciento mayores que en la posición perpendicular, independientemente si el paciente estaba parado, sentado o acostado. Explique la posible causa de esta diferencia.

Los vasos sanguíneos son más restringido cuando el brazo es paralelo al cuerpo que cuando el brazo es perpendicular al cuerpo. Para un volumen constante de sangre para ser descargada por el corazón, la presión arterial debe aumentar para superar el aumento de la resistencia a fluir.

1-45C Una persona dice que la presión absoluta en un líquido de densidad constante aumenta al doble cuando la profundidad aumenta al doble. ¿Está usted de acuerdo? Explique por qué.

No, la presión absoluta en un líquido de densidad constante no duplicar cuando se duplica la profundidad. Es la presión manométrica que se duplica cuando se duplica la profundidad.

1-46C Se cuelga un cubo diminuto de acero en agua, con un hilo. Si la longitud de los lados del cubo es muy pequeña ¿cómo compararía usted las magnitudes de las presiones sobre las caras superior, inferior y laterales del cubo?

Si las longitudes de los lados de la pequeña cubo suspendido en agua por una cadena son muy pequeñas, las magnitudes de las presiones sobre todos los lados del cubo será el mismo.

1-47C Enuncie la ley de Pascal, y proporcione un ejemplo de ella en el mundo real.

Estados el principio de Pascal que la presión aplicada a un fluido confinado incrementa la presión en todo momento por la misma cantidad. Esto es una consecuencia de la presión en una constante restante fluido en la dirección horizontal. Un ejemplo de principio de Pascal es el funcionamiento del gato del coche hidráulico.