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Sustitucin y resultado: E = 840 300 = 540 J.

Problema 1.- A un sistema, formado por un gas encerrado en un cilindrocon mbolo, se le suministran 200 caloras y realiza un trabajo de 300Joules. Cul es la variacin de la energa interna del sistema expresadaen joules?.

Solucin

Datos

q = 200 cal x.

= 840 w = 300 J

E = ?

Frmula

E = q - w


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Problema 2.- Cul ser la variacin de la energa interna en

caloras de un sistema que recibe 50 caloras y se le aplica un

trabajo de 100 Joules?.

Solucin

Datos:

E= ?

q = 50 cal

w = - 100 J x

. = - 23,8 cal

Frmula

E = q - w

Sustitucin y resultado U = 50(- 23,8 ) = 73,8 cal


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Problema 3.- A un gas encerrado en un cilindro metlico, se lesuministran 40 caloras, cul es la variacin de su energainterna en ergios?

Solucin

Datos:

E= ?

q = 40 cal

w = 0 cal

al ser un cilindro metlico, no habr

variacin de volumen, entonces el

trabajo desarrollado ser 0

E = 40 cal0 = 40 cal

= 40 cal x,

= 1,67 109

ergios


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Problema 4.- Sobre un sistema se realiza un trabajo de - 100 Joules yste libera - 40 caloras hacia los alrededores. Cul es la variacin dela energa interna del sistema?

Solucin

Datos:

E= ?

q = - 40 calw = - 100 J x

. = - 23,8 cal

Frmula

E = q - w

Sustitucin y resultado: E = - 40 (-23,8) = - 16,2 cal

El signo negativo de la variacin de la energa interna del

sistema indica que disminuy su valor, porque slo recibi

23,8 calorias en forma de trabajo y desprendi 40 caloras

en forma de calor


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Problema 5.- Un sistema al recibir un trabajo de -170 J sufre unavariacin en su energa interna igual a 80 J. Determinar la cantidad decalor que se transfiere en el proceso y si el sistema recibe o cede calor?

Solucin

Datos:

E= 80 J

q = ?

w = - 170 J

Frmula

E = q w

Despejando:

q = E + w

Sustitucin y resultado: q = 80 + (-170) = - 90 J

El sistema cedecalor


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Problema 6.- Tenemos dos moles de nitrgeno a 20 C, que se someten a una

expansin isbara, a 1 atmsfera de presin, hasta que su volumen se

duplique. Calcula el trabajo que debemos realizar para ello.

Solucin

Al ser constante la presin, utilizaremos la ecuacin que corresponde a un proceso

isbaro:w = P (V2 - V1)

Por enunciado del problema: V2= 2V1

w = P (2V1 - V1) = PV1

= / = 2 (0,082)(20+273)/1 = 48,05 L

w = 1(48,05) = 48,5 atm-L


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Problema 7.- En un ciclo de Carnot reversible se absorbe calor de un punto de

527 C y se cede calor a otro punto de 327 C. Si, manteniendo la temperatura

del punto caliente, se quiere duplicar el rendimiento, cul sera la temperatura

del punto fro?.

Solucin

% =

. 100

DatosT2= 527 + 273 = 800 K

T1= 327 + 273 = 600 K

% =

. 100 = 25 %

. 100 = 50 % T1= 400 K (127 C)


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Problema 8.- En cierto proceso se suministra a un sistema 500 cal, y al mismo

tiempo se realiza sobre el sistema un trabajo de 100 julios. Cul es el

incremento de su energa interna?

Solucin

1er Principio de la termodinmica: E = q - w

Datos

q = 500 cal

w = - 100 J x

, = 23,8

E = 500(-23,8) = 523,8 cal


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Problema 9.- En una evolucin isobara, la energa interna del sistema se

incrementa en 60 cal realizndose un trabajo en contra del sistema de 40 cal.

Si el gas de que se trata es diatmico, cul ha sido su incremento de

temperatura?.

Solucin

Datos:Proceso: isobrico

Gas: diatmico, Cp=

R = 2 cal/mol.K

E = 60 cal

w = - 40 cal

T = ?

q = E + w

q = 60 + (- 40) = 20 cal

q = CpT

20 =

(2)T T = 2,86 K C


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Problema 10.- El rendimiento de un motor es del 40% y al foco fro que se encuentra

a 300 K le cede 20 000 J. Calcula:

a) La temperatura del foco caliente.

b) La cantidad de energa que extrae del foco caliente.

c) El trabajo que es capaz de realizar dicho motor.

solucin

40 =

. 100 T2= 500 Ka)

b) El calor que le cede al foco fro (20 000 J) es el 10040 = 60 % del calor que seextrae del foco caliente. El calor (100 %) que cede el foco caliente ser:

Regla de tres: 20 000 J .. 60 %

x .. 100 %

x =( )

= 33 333 J

c) El trabajo ser el 40% (rendimiento) del calor cedido por el foco caliente:w = 0,40(33 333) = 13 333 J


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