solución examen termodinámica

1. SOLUCIÓN Examen Tecnología Industrial II: Termodinámica 2 BATX 1era Avaluació CURSO
2016-17
1. Define
a) Sistema aislado No intercambia materia ni energía con el entorno
b) Calor y temperatura La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia El
calor es la transferencia de energía desde un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura
hasta otro de menor temperatura. Cuando ambos cuerpos igualan sus temperaturas se
detiene la transmisión de energía.
c) Equilibrio termodinámico un sistema se encuentra en equilibrio termodinámico cuando
las variables de estado que describen su estado no varían a lo largo del tiempo.
2. Obtén la expresión del trabajo, de la energía interna y del calor en una transformación
isoterma DU=0 Q=W
3. Enuncia el tercer principio de la termodinámica No podemos alcanzar el cero absoluto
3. Enumera y explica los tipos de máquinas térmicas
MÁQUINA DE CARNOT: El ciclo de Carnot proporciona eL límite superior ,es decir,
máximo rendimiento posible entre dos focos determinados.
CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS TÉRMICAS
MOTOR TÉRMICO

2. 𝜂 =
𝑊
𝑄1
𝑃 =
𝑊
𝑡
𝜂 =
𝑊 𝑈𝑇𝐼𝐿
𝑊 𝐴𝑃𝑂𝑅𝑇𝐴𝐷𝑂
𝜂 = 1 −
𝑄2
𝑄1
𝑊 = 𝑄! − 𝑄2
MÁQUINA FRIGORÍFICA/BOMBA DE CALOR
𝑃 =
𝑊
𝑡
𝑀Á𝑄𝑈𝐼𝑁𝐴𝐹𝑅𝐼𝐺𝑂𝑅Í𝐹𝐼𝐶𝐴
𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑜𝑒𝑓 𝜂 =
𝑄2
𝑊
𝜂 =
𝑊 𝑈𝑇𝐼𝐿
𝑊 𝐴𝑃𝑂𝑅𝑇𝐴𝐷𝑂
𝐵𝑂𝑀𝐵𝐴𝐷𝐸𝐶𝐴𝐿𝑂𝑅
𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑑𝑒𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎𝐶𝑂𝑃 𝜂 =
𝑄1
𝑊
4. (3p) Un gas ideal diatómico (Cv=5/2R, γ=1,4)) se encuentra inicialmente a una
temperatura T1= 300 K, una presión P1 = 105 Pa y ocupa un volumen V1 = 0.4 m3
. El gas
se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen V2 = 1.2 m3
. Posteriormente se
comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez V1 y por último vuelve a
su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son
reversibles. (R=8,314 J/mol K)
a. Dibuja el ciclo en un diagrama P-V. Calcula el número de moles del gas y la
presión y la temperatura después de la expansión adiabática.
ESTADO 1
T1=300K
V1=0.4 m2
P1=105 Pa
ESTADO 2
T2=191K
V2=1.2 m2
P2=22.55 Pa
ESTADO 3
T3=191K
V3=0.4 m2
P3=67.5 Pa
n= 0,017 moles

3. b. Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada
transformación.
1 2
Q=0 ΔU= -W ΔU= -38.5J W =38.5J
23
Q=-29.66J ΔU=0 W =-29.66J
31
Q=38.5J ΔU= 38.5J W =0
c. Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor total
Q=8.84=W ΔU= 0
5. Un inventor nos ofrece un motor térmico reversible que funciona entre dos fuentes
térmicas a 270º C y a 610º C, asegurando que tiene un rendimiento del 48%, le
comprarías la patente. Razona la respuesta
η = 0.38  η= 38% ES EL MÁXIMO RENDIMIENTO QUE PODEMOS OBTENER MENOR
QUE EL QUE NOS OFRECE EL INVENTOR, POR TANTO LA MÁQUINA NO ES POSIBLE
6. Determina cómo varía la energía interna de un sistema cilindro-pistón cuando realiza de
forma isóbara un trabajo de expansión con el siguiente balance energético:
Q_recibido = 3000 cal. La presión del gas es 105N/m2, el volumen inicial es 0.02 m3
y el
final 0.06 m3
. ΔU=Q-W=12495.8J
7. Una máquina de Carnot absorbe 3000cal de un foco caliente a 640K y cede 570cal a un
foco frío
a. Rendimiento de la máquina η= 81%
b. Tª del foco frío T2=121.6K