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[P(1807)] EBAU Andalucía: química (junio 2012) - ejercicio B.6 (8426)

F_y_Q — 2025-03-27T08:31:17Z

Para ver el enunciado y las respuestas al problema que se resuelve en el vídeo, solo tienes que hacer clic en este enlace.

- 11 - (PAU) Ejercicios y problemas de EBAU y PAU / Primera ley, Energía interna, Energía libre, PAU, EBAU, Selectividad

[P(1469)] EBAU Andalucía: química (junio 2011) - ejercicio B.5 (7834)

F_y_Q — 2023-01-17T08:41:57Z

Si clicas AQUÍ puedes ver el enunciado y las respuestas al problema que se resuelve en el vídeo.

- 11 - (PAU) Ejercicios y problemas de EBAU y PAU / Entalpía, Primera ley, Energía interna, EBAU, Selectividad, EvAU

Variación de la energía interna de una varilla que se dilata al calentarse (7387)

F_y_Q — 2021-11-16T03:43:32Z

En un edificio, una varilla de soporte de acero, de 100 kg de masa, tiene una longitud de 2 m a una temperatura de . La varilla soporta una carga suspendida de 6 000 kg. Calcula:

a) El trabajo realizado sobre la varilla cuando la temperatura aumenta a .

b) El calor que absorbe la varilla, suponiendo que el calor específico del acero es .

c) El cambio en la energía interna de la varilla.

Dato:

a) El trabajo será el producto de la fuerza que soporta la varilla por la dilatación lineal que experimenta. La dilatación lineal es:

El trabajo realizado sobre la varilla es:

b) El calor absorbido es:

c) La variación de la energía interna es la suma de los valores calculados en los apartados anteriores. Como el calor que absorbe la varilla es mucho mayor que el trabajo realizado sobre ella, la variación de la energía interna se puede aproximar al valor del calor absorbido:

Calor, trabajo y variación de energía interna en la expansión isotérmica de un gas (7375)

F_y_Q — 2021-10-27T19:19:42Z

Una muestra de 155 g de se expande isotérmicamente desde un volumen de 19 L hasta otro de 25 L a . Determina el trabajo, el calor y la variación de la energía interna asociados al proceso, expresando la respuesta en julio.

Dato:

Al tratarse de un proceso isotérmico la variación de la energía interna del sistema es nula porque esta depende de la temperatura y, al ser la misma, no hay cambio en la energía interna:

Si aplicas la primera ley de la termodinámica:

Para calcular el trabajo que realiza el sistema en la expansión debes tener en cuenta que el volumen varía y también lo hace la presión del sistema. A partir de la ecuación de los gases ideales puedes escribir la presión en función del volumen:

Integrando el trabajo entre los estados inicial y final:

Los moles de son el cociente entre la masa y la masa molecular del gas. Solo tienes que sustituir y calcular:

Considero el trabajo negativo porque el trabajo que realiza el sistema. El calor será, por lo tanto, positivo:

Termodinámica: transformaciones sobre un gas diatómico (7002)

F_y_Q — 2021-01-28T08:26:01Z

Un gas ideal diatómico se encuentra inicialmente a una temperatura , una presión y ocupa un volumen . El gas se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen . Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez y por último vuelve a su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son reversibles. Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada transformación.

Para poder calcular la energía interna en la primera transformación es necesario saber la presión y la temperatura finales, así como los moles de gas contenidos en el sistema. Los moles son:

En la expansión adiabática de un gas ideal diatómico, la capacidad calorífica a volumen constante es y el coeficiente adiabático es igual a 1.4 y el producto del volumen por la presión ha de ser constante, según la siguiente ecuación:

Despejas el valor de la presión final y la calculas:

Ahora puedes calcular la temperatura al final de la transformación aplicando la ley general de los gases:

Transformación adiabática.

En este caso y tienes que :

Por lo que el trabajo es .

Transformación isotérmica.

Ahora y tienes que :

El calor es

Transformación isócora.

Ahora y tienes que :

Como el sistema vuelve al estado inicial, la variación de la energía interna total tiene que ser cero. Recuerda que esto se debe a que la energía interna es una función de estado.

Por lo que el calor es

[P(445)] Aplicación de la 1ª ley de la termodinámica y criterio de signos

F_y_Q — 2020-12-26T07:54:34Z

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[P(1184)] Incremento de la energía interna de un sistema (6644)

F_y_Q — 2020-06-16T06:05:08Z

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Burbuja liberada por un buzo que asciende a la superficie (6395)

F_y_Q — 2020-04-01T21:18:11Z

Un buzo libera una burbuja (esférica) de aire de 3.6 cm de diámetro desde el fondo de un lago de 14 m de profundidad. Supón que la temperatura es constante e igual a 298 K y que el aire se comporta como un gas ideal.

a) ¿De qué tamaño es la burbuja cuando alcanza la superficie.

b) Dibuja el diagrama P-V para el proceso

c) Aplicando la primera ley de la termodinámica a la burbuja, determina el trabajo que realiza el aire al elevarse a la superficie, el cambio de energía interna y el calor agregado o eliminado del aire de la burbuja conforme se eleva.

El volumen de la burbuja es:

Ahora debes calcular los moles de aire que contiene la burbuja cuando es liberada. La presión total a la que está sumergida la burbuja es 2.4 atm (1.4 atm de presión hidrostática + 1 atm del aire):

a) Como el ascenso de la burbuja es isotérmico, podemos aplicar la ley de Boyle para calcular el tamaño de la burbuja en la superficie:

El radio que corresponde a ese volumen es:

b) El diagrama sigue la forma de la siguiente curva:

c) Como la presión no es constante, el trabajo de expansión de la burbuja es igual a:

Al ser un proceso isotérmico, la variación de la energía interna es nula () y, por lo tanto, el calor será igual que el trabajo pero cambiado de signo.

Tasa de flujo másico de una bomba que eleva agua desde un tanque (6104)

F_y_Q — 2019-12-06T05:40:51Z

Una bomba de 50 kW eleva agua hasta una altura de 15 m sobre la superficie de un tanque. La temperatura del agua se incrementa en . No se toma en cuenta la energía cinética. Sabiendo que la capacidad calorífica del agua es , determina la tasa de flujo másico.

La ecuación que relaciona la variación de la energía interna del sistema con el trabajo de la bomba y la variación de su entalpía, en función del flujo másico, es:

La variación de la entalpía que sufre es:

Sustituyes en la ecuación, cuidando de la unidades:

Análisis termodinámico de un proceso de combustión en un pistón

F_y_Q — 2019-10-25T06:12:09Z

Una empresa automotriz está realizando algunos ensayos con los nuevos diseños de motor que lanzará al mercado el próximo año. En uno de estos ensayos se trabajó con una mezcla de aire y gasolina encerrados en un cilindro provisto de un pistón móvil. El volumen inicial de la mezcla gaseosa fue . En un momento se provocó la reacción de combustión en el interior de un cilindro que liberó 950 J de energía. La mezcla gaseosa se expandió contra la presión constante de 650 mm Hg y las condiciones del ensayo fueron tales que toda la energía liberada por la combustión se convirtió en trabajo para empujar el pistón móvil.

a) El calor liberado por la combustión, ¿corresponde al o al del proceso? Justifica tu respuesta.

b) ¿Cuáles fueron las condiciones del ensayo, isotérmico, isobárico, isocórico o adiabático? Justifica tu respuesta.

c) Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa ().

d) Representa el proceso en un diagrama P versus V y sombrea el área correspondiente al trabajo realizado. ¿Este trabajo es hecho por o sobre el sistema?

a) Se trata de variación de entalpía, , porque el calor producido es a presión constante.
b) Es un proceso adiabático porque toda la energía se convierte en trabajo, es decir, el término Q en la primera ley de la Termodinámica es cero. También es un proceso isobárico porque la presión es constante.
c) Como la energía liberada por el sistema se convierte en trabajo mecánico:

Debemos tener cuidado con las unidades y hacer los cambios oportunos para lograr que la ecuación sea homogénea:

d) La representación tiene la forma que puedes ver en la imagen (clica sobre la miniatura para verla mejor):