Física termodinámica y mecánica

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Problemas
1º Física I: Mecánica y Termodinámica
Grado en Ingeniería Radioelectrónica
Escuela de Ingenierías Marina, Náutica y Radioelectrónica
UCA - Universidad de Cádiz
Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.

2. El cuerpo A se mueve hacia la derecha con velocidad de 1ms-1 haciendo que la masa B se mueva. La masa B
esta unida mediante una barra de 2 m al punto O . Para θ=30º Determinar:
a) Velocidad de B respecto a A
b) Velocidad angular de B respecto a O
VA=1m/s
O
B
θ
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3. Los deslizadores A y B están obligados a moverse vertical y horizontalmente respectivamente y unidos por
una barra rígida de longitud 80cm. Cuando θ=75º, el deslizador B se mueve hacia la derecha con velocidad
constante de 5cm/s. Determinar para este instante:
a) Velocidad del deslizador A
b) Velocidad angular de la barra
VB=5m/s
θ
A
B
L=80cm
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4. La figura muestra el resultado de un choque entre dos objetos de distinta masa.
Determinar:
a) La velocidad de la masa mayor después del choque (v2).
b) El Angulo θ2 .
c) Demostrar que este choque es elástico.
θ2
θ1
m
2m
m
2m
3V0
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5. Un cuenta que pesa 2.5 Nw se puede mover por la guía circular sin rozamiento de la
figura. La longitud natural del resorte es de 20cm, si se suelta desde la posición A
Determinar:
a) Velocidad de la masa en la posición B
b) Fuerza que el alambre hace sobre la cuenta en la posición B
Copiar rydleysolucionario nº17.56
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6. Un kilogramo de aire se encuentra inicialmente a la temperatura de 22ºC y presión 1bar,
se comprime adiabáticamente hasta que su volumen se 16 veces menor, a continuación se
le suministra en forma de calor300KJ de forma isóbara, a continuación isentrópicamente
se expande hasta su volumen inicial y finalmente de forma isocora el aire vuelve a su
estado inicial. Determinar:
a) Dibujar el cilclo en los diagramas P-V y T-S
b) Completar las siguientes tablas:
Puntos P (bar) V (m3 ) T(K)
1(inicial)
2
3
4
ΔU (J) ΔH (J) ΔS (J) Q(J) W(J)
1→2
2→
3
3→
4→
1
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7. Un mol de un gas recorre primero el siguiente ciclo ABCD de la figura y después el ABC´D.
Si sabemos que de las transformaciones BC y BC´una es adiabático y la otra isoterma.
¿Cuál será la adiabática y cuál la isoterma?-
Las coordenadas (P;T;V) de los puntos son:
(4At, 400K, 8.2l) (4At,800K, 16,4l) (1At, 530K, 43.6l) (1At,800K,65,6l) (1At,50K 8,2l)
a) Indicar a que punto corresponde cada coordenada
b) ¿Cuál de los dos ciclos tendrá mayor rendimiento?
CP=5cal/mol K.
V
P
D
C´
C
BA
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8. Los dos depósitos de l figura contienen el mismo volumen V0 y el conjunto es adiabático.
Se abre el grifo G, el gas perfecto, biatómico, contenido en el deposito A experimenta una
expansión cusi-estatica.
Determinar:
a) El estado final (P;V, n) del gas en cada deposito en los siguientes casos:
b) i) Los dos depósitos están térmicamente aislados el uno del otro.
c) ii) Los dos depósitos están en contacto térmico
P0, T0, V0, n Vacío
G
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9. Una máquina térmica reversible funciona entre tres focos térmicos a temperaturas de T1 =600K,
T2 =400K y T3= 200K respectivamente. Del foco intermedio toma na cantidad de calor Q2= 2000KJ ,
y el sistema realiza un trabajo de 4Kw-hora. Determinar:
a) Las cantidades de calor tomadas o cedidas en los otros focos térmicos.
b) Rendimiento del ciclo.
c) Incremento de entropía de los distintos nivels térmicos y del universo
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