1) Las masas de agua y aluminio después del equilibrio térmico, la temperatura final es 190°C, y una condición inicial con más calor en la olla para evaporar todo el agua. 2) La alarma se activa a una temperatura de 25°C, y el coeficiente de dilatación del elemento 2 debe ser 1,35x10-4 (1/°C) para que la alarma suene a 50°C en Río de Janeiro. 3) El diagrama P-V muestra las presiones a las que es sometido el gas CO, el trabajo total real

1.
Solemne 1 Calor y Ondas (1S del 2014)
1. En una olla de aluminio -calentada con su tapa hasta la temperatura de 190ºC- se introducen
rápidamente 200 grs. de agua a una temperatura de 20ºC, e inmediatamente después de introducir el
agua se tapa la olla tal que no hay pérdida de masa (agua) ni calor. En estas condiciones determinar:
(a) las masas de las sustancias en la olla después que se establece el equilibrio térmico;
(b) la temperatura final del sistema;
(c) proponga una condición física inicial del sistema olla-tapa -distinta a la del enunciado- tal que su
energía calórica alcanza justo para evaporar toda el agua. (2 pts.)
Datos: El calor especifico del agua es cagua=4,2 kJ/kg°C, y el calor especifico del aluminio es
cAl=0,9 kJ/kg°C. El calor latente de vaporización es Lvap = 2,3*106
J/kg, y la masa total del sistema
tapa-olla es 1 kg. La tapa y la olla son de aluminio.
2. Una alarma de incendio puede construirse a través de un circuito que se cierra con la dilatación
de dos elementos metálicos que activan la alarma sonora. Si cuando se fabrica la alarma (a una
temperatura de 20 ºC) los elementos metálicos (de largo L y 2L) están separados una distancia
L/100. Considere α1 = 2x10-4
(1/°C) y α2 = 1,5x10-4
(1/°C). (2 pts.)
(a) Determine el aumento de temperatura para el cual la alarma se activa.
(b) Si esta misma alarma se instala en Rio de Janeiro determine cuál debería ser el valor del
coeficiente de dilatación del elemento 2 para que la activación de la alarma se produzca a 50 ºC.
3. Un gas compuesto por 10 moles de óxido de carbono (CO) es sometido a cambios de estado que
son registrados en un gráfico, por medio de un sistema sensor muy preciso. Determine:
(a) El diagrama P-V, especificando las presiones a las que es sometido el gas;
(b) El trabajo total realizado durante estos procesos ¿qué sistema realiza el trabajo?;
(c) La variación total de energía interna que experimenta el gas ¿aumenta o disminuye la
enegía interna del gas?
Considere γ=Cp/Cv=1,4; 1 atm = 1,013x105
Pa; R = 8,31 J/(mol.K) = 0,082 atm.L/(mol.K) (2 pts.)
α2
α1 L
2L
Soporte
con
dilatación
térmica
despreciable
A
B
C
V
(lt)
T
(K)
160
280
1
2