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Variación de la energía interna de una varilla que se dilata al calentarse (7387)
En un edificio, una varilla de soporte de acero, de 100 kg de masa, tiene una longitud de 2 m a una temperatura de . La varilla soporta una carga suspendida de 6 000 kg. Calcula:
a) El trabajo realizado sobre la varilla cuando la temperatura aumenta a .
b) El calor que absorbe la varilla, suponiendo que el calor específico del acero es .
c) El cambio en la energía interna de la varilla.
Dato:
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Calor, trabajo y variación de energía interna en la expansión isotérmica de un gas (7375)
Una muestra de 155 g de se expande isotérmicamente desde un volumen de 19 L hasta otro de 25 L a . Determina el trabajo, el calor y la variación de la energía interna asociados al proceso, expresando la respuesta en julio.
Dato:
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Termodinámica: transformaciones sobre un gas diatómico (7002)
Un gas ideal diatómico se encuentra inicialmente a una temperatura , una presión y ocupa un volumen . El gas se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen . Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez y por último vuelve a su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son reversibles. Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada transformación.
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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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Tasa de flujo másico de una bomba que eleva agua desde un tanque (6104)
Una bomba de 50 kW eleva agua hasta una altura de 15 m sobre la superficie de un tanque. La temperatura del agua se incrementa en . No se toma en cuenta la energía cinética. Sabiendo que la capacidad calorífica del agua es , determina la tasa de flujo másico.