8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

1/8

SOLCUIÓN SOBRE TEMPERATURA Y CALOR ESPECÍFICO(PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA)

1. Un gas ida! s"# n$%%ad& n 'n $i!ind%& $&n 'n *&!&

&+i*! s&*% !. E! *&!& "in 'na asa d 8 .000g   , 'n

#%a d 5c m2

  , s"# !i*% -a%a s'*i% , *aa%/ an"nind&

$&ns"an" !a -%si0n d! gas. C'#n"& "%a*a& s %a!i2a s&*% !

gas $'and& !a "-%a"'%a d 0.2mol   d! gas s !+a d

20℃  a 300℃ 3

 Los datos que tenemos son los siguientes:

m=8.000 gr=8 Kg

 Área=5 c m2

n=0,2mol

T 0=20° C 

T f =300° C 

 P=Constante

W =?

Entonces la ecuación que debemos resolver es:

W = P ∙ ∆ V ⟹W = P ∙( nR P ) ∙ (T f −T 0 )

⟹W =n ∙ R ∙(T f −T 0 )

⟹W =(0,2mol ) ∙ (8,314 ) ∙ (300° C −20° C )

⟹W =465 ,6 J 

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

2/8

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

3/8

4. S $&-%i adia*#"i$an" 'n +&!'n d 22,4 l   d

ni"%0gn& gas&s& a 0℃   , 1atm   a 1/10  d s' +&!'n

ini$ia!.

Pa%a ! ni"%0gn&5 ! $&6$in"  adia*#"i$& +a! 1,40 5 $a!&%

s-$76$& a +&!'n $&ns"an" 20,8J /molK  .   R=20,8 J /molK  .

8a!!a%9

a) La -%si0n 6na! S&!. 4:/14 a".

 Los datos que tenemos ahora son:

V 0=22,4 l

T 0=0 °C 

V =V 

0

10

 P0=1atm

r=1,40

 Teniendo en cuenta que:

 P0∙ V 

0

r= P ∙ V r⟹ P=

 P0 ∙ V 0r

V r

⟹ P=

 P0∙

(V 0

V 

 )

r

⟹ P= P0

∙ (10 )r

Entonces:

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

4/8

 P=(1atm ) ∙ (10)1,40⟹ P=25,118at m

*)La "-%a"'%a 6na!

 Teniendo en cuenta que en el S.I., 0 °C =273 ° K    , entonces la

ecuación que debemos resolver ahora es:

T 0

∙ V 0

r−1=T f  ∙ V 

r⟹T f =

T 0 ∙V 0r−1

V r−1

⟹T f =T 0∙(V 0V  )r−1

⟹T f =T 0∙(V 0V  )

r

(

V 0

V  )Por lo tanto:

T f =(1atm ) ∙(10 )1,40

10=

25,118

10⟹T f =2,5118° K 

$) E! "%a*a& ;'

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

5/8

W =C V 

 R  ∙ ( P0V 0− PV  )

Entonces:

W =  20,8

8,314∙ [ (22,4 l ) (100 )− (25,118atm) (2,24 ) (100 ) ]

¿2,5018∙ (2.240−5.626,432 )

⟹W =−8472,175 J 

=. Ca!$'!a% !a +a%ia$i0n d n%g7a in"%na d 'n *!&;' d %a d

-%si0n/ si s >'nd , !'g& s $a!in"a

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

6/8

⟹Q=43.680 cal∙4,18=182.582,4 J 

W = P (V −V 0 )= P

(

m

 

−m

 0

 )⟹W =10

5∙(   520 g1,0g /cm3−

  520g

0,917 g/cm3 )

⟹W =100.000 ∙(   0,52 Kg1.000 K g/m3−  0,52 Kg

917 K g /m3 )

⟹W =100.000 ∙ (0,00052−0,000567066 )

⟹Q=−4,706652 J 

Por lo tanto:

∆ U =Q−W =(182.582,4 J )−(−4,706652 J )=182.587,1066 J 

?. Una

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

7/8

⟹ (m∙c ∙∆T  )ag#a=−(m∙c ∙∆T  )$"erro

⟹ (20 Kg ) (4.186 J / Kg℃ ) (T f −25℃ )=−(1,5 Kg ) (4 48J / Kg℃ ) (T f −600℃)

⟹(83.720   J ℃ ) (T f −25℃ )=−(672   J ℃ ) (T f −600℃ )

⟹−83.720

672  (T f −25℃ )=(T f −600℃ )

⟹−124,5833 (T f −25℃ )=T f −600℃

⟹−124,5833T f +3.114,5833=T f −600

⟹−124,5833T f −T f =−3.114,5833−600

⟹−125,5833T f =−3.714,5833

⟹T f =3.714,5833

125,5833

=29,5786⟹T f =29,5786℃

5. Un bloque de 1 Kg   de aluminio se calienta a presión atmosférica de

manera tal que su temperatura aumenta de 22℃   a 40℃  . Encuentre:

a) El trabajo realizado por el aluminio

8/18/2019 Trabajo Universitario de Física (Calor, Temperatura y Termodinámica)

8/8

b) La energía térmica que se le entrega

c) El cambio de su energía interna