Termo Disc 01 19 PDF
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DISCUSION DE PROBLEMAS N º 1
UNIDAD I: SISTEMAS TERMODINAMICOS
PARTE I:
1.- El acelerador lineal de Stanford contiene cientos de discos de bronce acomodados apretadamente dentro
de un tubo de acero (ver figura). El coeficiente de expansión lineal del bronce es 2.00x10-5 por °C-1. El sistema
fue ensamblado enfriando cada disco en hielo seco (‐57° C) para hacer posible que deslicen justamente dentro
del tubo. Si el diámetro de un disco es 80.00mm a 43° C, ¿Cuál es su diámetro (en mm) en el hielo seco?
2- La plataforma de la figura es horizontal y está apoyada en 2 columnas; una de Aluminio y otra de Hierro.
Determine las longitudes de las barras a 0 °C para que la plataforma permanezca horizontal a cualquier
temperatura, sabiendo que la diferencia de nivel entre los puntos A y B es de 50 cm y que α hierro = 12*10-6
1/°C y α aluminio = 24*10-6 1/°C.
2) Describa las condiciones necesarias para poder establecer la ecuación de estado para un determinado
sistema termodinámico.
3) Escriba cual es el objeto de estudio de la termodinámica.
4) Describa la relación existente entre las variables termodinámicas microscópicas y las macroscópicas.
5) De una definición sucinta de cada una de las leyes de la termodinámica, relacionándolas con sus
consecuencias básicas.
6) Escriba las variables termodinámicas de al menos 5 sistemas termodinámicos simples.
7) Elabore una tabla comparativa de las variables termodinámicas macroscópicas y microscópicas.
8) Describa las características que debe cumplir un cambio diferencial en una variable termodinámica.
1) Una barra de Cu de 1 Kg se calienta desde 10 °C a 100 °C, a la presión atmosférica. Calcular la variación
de la energía interna del Cu.
5) La resistencia R’ de una cierta resistencia de carbón obedece a la ecuación: LogR' a b Log R'
, en donde: a = -1.16 y b = 0.675.
a) En un criostato de Helio líquido se encuentra que la resistencia es, exactamente, 1000 . ¿Cuál
es la temperatura en el criostato?
b) Dibujar el grafico Log – Log de R’ en función de en el intervalo de resistencias entre 1000 y
30,000 .
6) La resistencia de un cristal de Germanio dopado obedece a la ecuación:
Log R' 4.697 3.917 Log .
a) En un criostato de Helio liquido se mide una resistencia de 218 . ¿Cuál es la temperatura?.
b) Dibujar el grafico Log – Log de R’ en función de en el intervalo de resistencias entre 200 y 30,000
.
9)
En el punto crítico P
V
T
0 . Demostrar que en dicho punto la compresibilidad isoterma y el
coeficiente de dilatación cúbica son infinitos.
10) Un hilo metálico de 0.0085 cm2 de sección transversal está sometido a una tensión de 20 N, a la
temperatura de 10 ºC, entre dos soportes rígidos separados una distancia de 1.2 m. ¿Cuál es la
tensión final si la temperatura se reduce a 8ºC?. Suponer que los coeficientes de dilatación lineal
y el módulo de Young son constantes e iguales a 1.5x10-5 K-1 y 2.0x109 N/m2 respectivamente.
11) Un mol de un gas ideal realiza 3000 J de trabajo sobre los alrededores
conforme se expande isotérmicamente hasta una presión final de 1 atm
y un volumen de 25 L. Determine a) el volumen inicial, y b) la
temperatura del gas.
12) Un gas se expande de I a F a lo largo de tres posibles trayectorias, como
se indica en la figura. Calcule el trabajo en Joules realizado por el gas a
lo largo de las trayectorias IAF; lF e IBF.