Temático 33

Foro de discusion Sobre RFH

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felixnavarro
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Temático 33

Mensaje: # 26224Mensaje felixnavarro
Lun Nov 08, 2010 4:53 pm

16. En una expansión adiabática y libre contra el vacío
de cualquier gas se cumple que:
1. La temperatura del gas permanece constante.
2. La entropía del gas permanece constante.
3. La entalpía del gas permanece constante.
4. La energía interna del gas permanece constante.
5. El producto \(pV^{/\gamma}\) permanece constante.

Si el proceso es adiabático --> no intercambia calor. (1ER PPO -> U=Q-W=W)

Contra el vacío --> \(W=p\Delta V= 0 => \Delta U = 0\) --> la 4 está bien

Además, haciendo cuentas p·v^gamma es constante. (no me he equivocado al copiar el enunciado, venía así). Esto daría por buena la 3.

Además, como dS = dQ/T si Q = cte entonces dS=0 o sea que S = cte. Esto daría por buena la 2.

¿Que os parece?
Última edición por felixnavarro el Mié Nov 10, 2010 7:24 am, editado 2 veces en total.
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26236Mensaje felixnavarro
Mar Nov 09, 2010 10:48 am

20. ¿Qué potencial termodinámico disminuye para un
sistema que sigue un proceso irreversible, isócoro e
isotermo?
1. El potencial termodinámico de Gibbs.
2. El potencial termodinámico de Helmholtz.
3. La entalpía.
4. La energía interna.
5. La entropía.

22. Respecto a la función de distribución cuántica de
Bose podemos afirmar que se aplica a:
1. Partículas indistinguibles que obedecen el principio
de exclusión de Pauli.
2. Partículas distinguibles que no obedecen el principio
de exclusión de Pauli.
3. Helio líquido.
4. Gases de electrones.
5. Partículas idénticas de espín semientero impar.

En el 20: Esto me pilla a pie cambiado, si alguien puede comentar como se razona esto.

En el 22: La estadística de Bose se utiliza para bosones (lo que descarta la 1, 5, 4 y ¿3?). Además dice que se utiliza para concentraciones de bosones indistinguibles (lo que descarta la 2). Supongo que hay algo que no sé sobre el helio líquido. Lo que sí sé es que la estadística de Bose se puede utilizar como la de Boltzman cuando (€-m)/KT >> 1, o sea, que cuando T es pequeño se podría utilizar, ¿es por esto? porque el helio se licua para temperaturas muy bajas.
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26237Mensaje felixnavarro
Mar Nov 09, 2010 11:51 am

37. 2 kg de aire se comprimen de 2 a 20 bar manteniendo
la temperatura constante a 37 °C. El calor que se
debe transferir al sistema (o retirar de él) es:
1. Aportar 409 kJ.
2. Retirar 409 kJ.
3. Aportar 11,9 kJ.
4. Retirar 11,9 kJ.
5. Aportar 119 kJ.

Para un proceso isotermo W = nRTln(V2/V1), además sabemos que V2/V1=P1/P2 en los isortermos, entonces nos queda que W = -5813J * n.

Para saber el número de moles necesitaría saber volúmen inicial o la densidad inicial o la masa molar ¿Cómo lo haríais vosotros?
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26240Mensaje felixnavarro
Mar Nov 09, 2010 12:46 pm

Bueno, aquí vuelvo. Por lo que veo voy como los cangrejos así que a ver si alguien suelta un poco de luz.

47. Si la temperatura de un objeto se duplica, la
velocidad a la que radia energía térmica:
1. Se duplica
2. Se multiplica por 8
3. Se multiplica por 32
4. Se multiplica por 4
5. Se multiplica por 16

Para la radiación la Potencia (velocidad de radiación de €) =\(emis*Sup*\sigma T^4\) así que si se dobla la temperatura se debería multiplicar por 2^4=16 la potencia ¿no?
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26242Mensaje felixnavarro
Mar Nov 09, 2010 4:12 pm

70. Se precisa producir una potencia de 100 W para lo
que se emplea un ciclo trabajando entre 500 K y 300
K que consume 250 W. ¿Qué ahorro diario se
conseguiría en el consumo de energía si el ciclo fuera
de Carnot?:
1. 8,64 MJ.
2. 8,64 W.
3. 0,67 MJ.
4. 0,67 W.
5. 100 KJ.

Si mirais en http://www.radiofisica.es/foro/viewtopi ... not#p25948 hay alguien que lo ha resuelto bien.

Creo que he entendido mal el enunciado, por lo que yo entiendo para producir 100W usan un cliclo que, consumiendo 250, nos da los 100 deseados, por tanto, como el ciclo de carnot es el más eficiente posible, el ahorro vendrá de la diferencia de eficiencias. Así que yo haría Ahorro = consumo_actual - consumo_carnot = 100 W * (365*24*60*60) * (1/ef_actual-1/ef_carnot) donde ef_actual = 100/250 (lo que obtengo/lo que consume) y ef_carnot = 1- Tf/Tc. Con esto resulta que las eficiencias son iguales y por tanto el ahorro es 0.

Lo que han escrito en el enlace es que el ahorro es justo lo que produce el ciclo de carnot y por lo visto es lo correcto, pero no le veo sentido ninguno. ¿Alguien podría aclarar esto? :?
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26249Mensaje felixnavarro
Mié Nov 10, 2010 2:11 pm

Joé macho que envidia, he visto el foro por estas fechas el año pasado y no hay color con el desierto que es este año. ¿Hay alguien ahí? :?

Aun así ahí va otra:

130. Un mol de gas ideal diatómico recibe 210 J en forma
de calor a presión constante. El trabajo realizado en
el proceso es: ANULADA
1. 0 J.
2. -60 J.
3. 60 J.
4. 210 J.
5. -210 J.

A ver, a presión constante Q= nCp incT y como es diatómico Cp=7/2·R así que incT=7.22ºK
La energía interna de un diatómico 5/2·R·incT = 150 J.
Y como U = Q-W --> W= 60J. ¿Cual es el problema?
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26250Mensaje Ivafol
Jue Nov 11, 2010 11:00 am

Te puedo responder a algunas de tus dudas, a ver si te ayudan:
felixnavarro escribió:70. Se precisa producir una potencia de 100 W para lo
que se emplea un ciclo trabajando entre 500 K y 300
K que consume 250 W. ¿Qué ahorro diario se
conseguiría en el consumo de energía si el ciclo fuera
de Carnot?:
1. 8,64 MJ.
2. 8,64 W.
3. 0,67 MJ.
4. 0,67 W.
5. 100 KJ.

Si mirais en http://www.radiofisica.es/foro/viewtopi ... not#p25948 hay alguien que lo ha resuelto bien.

Creo que he entendido mal el enunciado, por lo que yo entiendo para producir 100W usan un cliclo que, consumiendo 250, nos da los 100 deseados, por tanto, como el ciclo de carnot es el más eficiente posible, el ahorro vendrá de la diferencia de eficiencias. Así que yo haría Ahorro = consumo_actual - consumo_carnot = 100 W * (365*24*60*60) * (1/ef_actual-1/ef_carnot) donde ef_actual = 100/250 (lo que obtengo/lo que consume) y ef_carnot = 1- Tf/Tc. Con esto resulta que las eficiencias son iguales y por tanto el ahorro es 0.

Lo que han escrito en el enlace es que el ahorro es justo lo que produce el ciclo de carnot y por lo visto es lo correcto, pero no le veo sentido ninguno. ¿Alguien podría aclarar esto? :?
Pienso lo mismo que tú, que la diferencia es cero
felixnavarro escribió:37. 2 kg de aire se comprimen de 2 a 20 bar manteniendo
la temperatura constante a 37 °C. El calor que se
debe transferir al sistema (o retirar de él) es:
1. Aportar 409 kJ.
2. Retirar 409 kJ.
3. Aportar 11,9 kJ.
4. Retirar 11,9 kJ.
5. Aportar 119 kJ.

Para un proceso isotermo W = nRTln(V2/V1), además sabemos que V2/V1=P1/P2 en los isortermos, entonces nos queda que W = -5813J * n.

Para saber el número de moles necesitaría saber volúmen inicial o la densidad inicial o la masa molar ¿Cómo lo haríais vosotros?
La masa molar del aire hay que aprendersela de memoria, por si no te la dan, en este caso la habían dado en una pregunta anterior y es 29 g/mol
felixnavarro escribió: 22. Respecto a la función de distribución cuántica de
Bose podemos afirmar que se aplica a:
1. Partículas indistinguibles que obedecen el principio
de exclusión de Pauli.
2. Partículas distinguibles que no obedecen el principio
de exclusión de Pauli.
3. Helio líquido.
4. Gases de electrones.
5. Partículas idénticas de espín semientero impar.

En el 22: La estadística de Bose se utiliza para bosones (lo que descarta la 1, 5, 4 y ¿3?). Además dice que se utiliza para concentraciones de bosones indistinguibles (lo que descarta la 2). Supongo que hay algo que no sé sobre el helio líquido. Lo que sí sé es que la estadística de Bose se puede utilizar como la de Boltzman cuando (€-m)/KT >> 1, o sea, que cuando T es pequeño se podría utilizar, ¿es por esto? porque el helio se licua para temperaturas muy bajas.
El helio líquido en estado superfluido utiliza la estadística de Bose-Einstein, por no buscar una referencia más creible te pongo la wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Superfluido
Sobre lo desierto del foro, parece que la gente no contesta los temáticos hasta la mitad de la semana o más.

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Re: Temático 33

Mensaje: # 26251Mensaje felixnavarro
Jue Nov 11, 2010 12:10 pm

Ivafol escribió:Te puedo responder a algunas de tus dudas, a ver si te ayudan:
felixnavarro escribió:70. Se precisa producir una potencia de 100 W ....
Si mirais en .....

.....
Lo que han escrito en el enlace es que el ahorro es justo lo que produce el ciclo de carnot y por lo visto es lo correcto, pero no le veo sentido ninguno. ¿Alguien podría aclarar esto? :?
Pienso lo mismo que tú, que la diferencia es cero
Pues ojo con este que es de exámen (77 - 2008) y la respuesta es la que no nos convence. :drunken:
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26252Mensaje felixnavarro
Jue Nov 11, 2010 12:18 pm

Ivafol escribió:Te puedo responder a algunas de tus dudas, a ver si te ayudan:
felixnavarro escribió:37. 2 kg de aire se comprimen de 2 a 20 bar manteniendo
la temperatura constante a 37 °C. El calor que se
debe transferir al sistema (o retirar de él) es:
1. Aportar 409 kJ.
2. Retirar 409 kJ.
3. Aportar 11,9 kJ.
4. Retirar 11,9 kJ.
5. Aportar 119 kJ.

Para un proceso isotermo W = nRTln(V2/V1), además sabemos que V2/V1=P1/P2 en los isortermos, entonces nos queda que W = -5813J * n.

Para saber el número de moles necesitaría saber volúmen inicial o la densidad inicial o la masa molar ¿Cómo lo haríais vosotros?
La masa molar del aire hay que aprendersela de memoria, por si no te la dan, en este caso la habían dado en una pregunta anterior y es 29 g/mol
Pues nada, otra cosa para el millón que hay que aprenderse de memoria. Ya que estamos habrá que aprenderse de memoria que el aire es ¿monoatómico, diatómico, muchiatómico? Yo apostaría por el diatómico por aquello del O2 pero ya que estamos...

Y por cierto, gracias por contestar crack.
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26253Mensaje Ivafol
Jue Nov 11, 2010 12:35 pm

Ahora un par de dudas que tengo (tenía más pero buscar en el foro es útil):

17. En una mezcla de gases se cumple que:
1. La presión se reparte de forma proporcional a su % en volumen.
2. La suma de sus presiones totales da la presión parcial.
3. La densidad se calcula haciendo la media de las densidades.
4. El volumen total es igual a la suma de los volúmenes de cada uno.
5. 1 y 4.

¿No es cierta también la 4? Es decir la respuesta sería la 5.

58. Un litro de mercurio, inicialmente en condiciones normales, llena por completo el interior de un recipiente de volumen constante. Las paredes resisten una presión máxima de 20 atm. ¿Cuánto es el máximo incremento de temperatura que puede soportar el recipiente con el mercurio en su interior?: Datos: Coeficiente de expansión volumétrica delmercurio: α = 1,8x10-4 K-1; coeficiente de compresibilidad del mercurio: K = 3,88x10-6 atm-1.
1. 14°C.
2. 0,4°C.
3. 0°C.
4. 3,6°C.
5. Ninguna de las anteriores.

Esta no se como se hace.

Venga a ver si esta vez contesta alguien más :P

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Re: Temático 33

Mensaje: # 26254Mensaje felixnavarro
Jue Nov 11, 2010 1:07 pm

Ivafol escribió:Ahora un par de dudas que tengo (tenía más pero buscar en el foro es útil):

17. En una mezcla de gases se cumple que:
1. La presión se reparte de forma proporcional a su % en volumen.
2. La suma de sus presiones totales da la presión parcial.
3. La densidad se calcula haciendo la media de las densidades.
4. El volumen total es igual a la suma de los volúmenes de cada uno.
5. 1 y 4.

¿No es cierta también la 4? Es decir la respuesta sería la 5.

Los dos gases están mezclados en el volúmen total, por tanto los dos tienen el mismo volúmen (descarta las 4 y 5 e indagando un pelín más 3). Si haces p1*V = n1·R·T y p2·V=n2·R·T cuando haces la división te queda p1/p2=n1/n2 y como pT = p1 +p2 ahí lo tienes, pT = p1·x1 + p2·x2 siendo xi= ni/(n1+n2), vamos, que la presión total es la suma de las presiones parciales o dicho de otra manera, la presión parcial de un gas es la presión total es proporcional la cantidad que representa en el gas.

58. Un litro de mercurio, inicialmente en condiciones normales, llena por completo el interior de un recipiente de volumen constante. Las paredes resisten una presión máxima de 20 atm. ¿Cuánto es el máximo incremento de temperatura que puede soportar el recipiente con el mercurio en su interior?: Datos: Coeficiente de expansión volumétrica delmercurio: α = 1,8x10-4 K-1; coeficiente de compresibilidad del mercurio: K = 3,88x10-6 atm-1.
1. 14°C.
2. 0,4°C.
3. 0°C.
4. 3,6°C.
5. Ninguna de las anteriores.

Esta no se como se hace.

En esta sólo hay que tener cuidado con una cosa: el coeficiente de compresibilidad lo deficen cono le sale de los webs. Tal y como puedes leer por internet \(K=\frac{\Delta P}{\frac{\Delta V}{V}}\) pero si te fijas en las unidades aquí lo hacen justo al revés \(K'=\frac{\frac{\Delta V}{V}}{\Delta P}\).
Dicho esto, como sabes que la presión máxima es de 20 atm y en el interior hay 1, el incremento de presión máximo es de 19 atm = K · incV/V y de ahí sacas incV/V = 7.32·10^-5.
También sabes que incV=V · beta · inc T --> incT=0.402ºK


Venga a ver si esta vez contesta alguien más :P
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26257Mensaje Nartan
Jue Nov 11, 2010 6:50 pm

En la 20, lo único que se me ocurre es poner dF=PdV+SdT, por lo q si nos referimos a un proceso isócoro e isotermo está claro que tendría que ser Helmhotz (la verdad, es q me lo sé por las constantes) y si no recuerdo mal, al igual q un sistema tendería a la entropía máxima, en cuanto a la energía de Helmholtz se tiende a la mínima. Ahora, ¿por qué a la mínima? pues no lo sé. Si puedo te lo miro...Espero q te ayude en algo

Nartan
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26259Mensaje Nartan
Jue Nov 11, 2010 7:05 pm

En cuanto a la 16 intentaré buscarte algo de información, que recuerdo que tenía algo de material sobre ello.

Nartan
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Re: Temático 33

Mensaje: # 26276Mensaje Nartan
Sab Nov 13, 2010 6:34 pm

En cuanto a la pregunta 16, he estado mirando y parece ser que me estás confundiendo diferentes procesos, por un lado está:
- la expansión adiabática y reversible, en donde se considera que la entropía es constante.
- Expansión libre de Joule, en donde es constante la energía. Esta es la que consideramos en el problema, ya q en nuestro caso es libre y por tanto estamos hablando de un proceso irreversible.
- Expansión de Joule_Thomson,en donde la entalpía es constante, que también es irreversible.
Por tanto nuestra expansión es sólo isoenergética,por tanto ya te descarta la respuesta 2 y 3.
Como habla de cualquier gas,supongo que NO se refiere a un gas ideal, y en este caso la temperatura desciente(si fuera ideal si se mantendría constante), luego la 1ªtampoco.Y la 5ª tampoco porque como he dicho, no estamos en caso reversible y por tanto esa fórmula no sirve.Por tanto la correcta es la 4ª.

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Re: Temático 33

Mensaje: # 26281Mensaje felixnavarro
Dom Nov 14, 2010 1:57 pm

Ok, entonces pV^gamma sólo es constante en procesos reversibles.... ok. La verdad es que lo de la reversibilidad o no del proceso es algo que me trae de cabeza. Con esta premisa queda todo más claro. Gracias figura.
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