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Análisis termodinámico de un proceso de combustión en un pistón
Una empresa automotriz está realizando algunos ensayos con los nuevos diseños de motor que lanzará al mercado el próximo año. En uno de estos ensayos se trabajó con una mezcla de aire y gasolina encerrados en un cilindro provisto de un pistón móvil. El volumen inicial de la mezcla gaseosa fue
. En un momento se provocó la reacción de combustión en el interior de un cilindro que liberó 950 J de energía. La mezcla gaseosa se expandió contra la presión constante de 650 mm Hg y las condiciones del ensayo fueron tales que toda la energía liberada por la combustión se convirtió en trabajo para empujar el pistón móvil.
a) El calor liberado por la combustión, ¿corresponde al
o al
del proceso? Justifica tu respuesta.
b) ¿Cuáles fueron las condiciones del ensayo, isotérmico, isobárico, isocórico o adiabático? Justifica tu respuesta.
c) Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa (
).
d) Representa el proceso en un diagrama P versus V y sombrea el área correspondiente al trabajo realizado. ¿Este trabajo es hecho por o sobre el sistema?
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Calor, trabajo y variación de energía en una expansión isotérmica a presión constante (5655)
Tres moles de un gas ideal experimentan una expansión isotérmica contra una presión de oposición constante de 100 kPa desde
hasta
. Calcula Q, W,
y
.
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Variación de la energía interna de un sistema que absorbe calor y realiza un trabajo
Calcula el incremento de energía interna que experimenta un sistema que, al consumir una energía calorífica de 2,37 kilocalorías, realiza un trabajo de 6 300 J.
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Calentamiento a volumen constante de un gas (5423)
Un frasco contiene 120 g de nitrógeno a 3 atm de presión y
de temperatura. Se le calienta manteniendo el volumen constante, hasta alcanzar la temperatura de
. Calcula:
a) El calor suministrado.
b) El trabajo realizado.
c) El incremento de energía interna.
d) La presión final.
Dato: 
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Calor transferido a una cantidad de agua que es agitada
Un recipiente que contiene 2 kg de agua se coloca en una estufa caliente y el contenido se agita violentamente por medio de un mezclador que realiza un trabajo mecánico de 6 kJ sobre el agua. La temperatura del agua de eleva en
. ¿Qué cantidad de calor fluyó hacia el agua desde la estufa durante el proceso?
Calor específico del agua: 