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Burbuja liberada por un buzo que asciende a la superficie (6395)
Un buzo libera una burbuja (esférica) de aire de 3.6 cm de diámetro desde el fondo de un lago de 14 m de profundidad. Supón que la temperatura es constante e igual a 298 K y que el aire se comporta como un gas ideal.
a) ¿De qué tamaño es la burbuja cuando alcanza la superficie.
b) Dibuja el diagrama P-V para el proceso
c) Aplicando la primera ley de la termodinámica a la burbuja, determina el trabajo que realiza el aire al elevarse a la superficie, el cambio de energía interna y el calor agregado o eliminado del aire de la burbuja conforme se eleva.
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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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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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Volumen final de un gas que se expande a presión constante (5330)
Un gas se expande realizando un trabajo de
a una presión constante de
. Si el gas ocupa inicialmente un volumen de
, ¿cuál será su volumen final?
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Trabajo por unidad de masa de una bomba de agua (5319)
Una bomba succiona agua a una presión de 1 bar y la descarga a 8 bar. Despreciando los cambios de densidad, velocidad y altura del agua, estima el trabajo por unidad de masa requerido. Supón que el proceso se desarrolla sin fricción y que la densidad del agua es de 