Termodinámica 1

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DEBER DE TERMODINAMICA 
1. Anthony Rosero 
2. Segundo Semestre 
 1-1C ¿Por qué un ciclista acelera al ir pendiente abajo, aun cuando no esté pedaleando? 
¿Viola eso el principio de la conservación de la energía? 
 Al descender, el ciclista se convierte en energía cinética, acelerando a su vez y no vio
lando la ley de conservación de la energía. 
 1-2C Una de las cosas más divertidas que puede experimentar una persona es que en 
ciertas partes del mundo, un automóvil inmóvil, al ponerlo en punto muerto, sube por una 
pendiente cuando quita el freno. Esos sucesos hasta se difunden por TV. ¿Puede 
realmente suceder eso, o es alguna ilusión óptica? ¿Cómo se puede verificar si la 
carretera realmente es de subida o de bajada? 
 Esto no puede suceder porque viola la primera ley de la termodinámica. Entonces, c
uando el automovil va cuesta arriba sin el motor en marcha, el automóvil obtiene 
más energía y deja de avanzar. Un indicador de nivel es un dispositivo con una burb
uja de aire entre dos marcas en una tubería de agua horizontal y se puede ver que 
para el ojo humano se ve subiendo, pero en realidad va de bajada. 
 1-4C En un artículo periodístico se afirma que una máquina de turboventilador con 
engranes produce 15 000 libras de empuje para impulsar hacia adelante la aeronave. ¿La 
“libra” que se menciona aquí es lbm o lbf? Explique. 
 El empuje es una fuerza y lbf es la unidad de fuerza británica, por lo que la "libra" 
mencionada aquí debería ser "lbf". Debido a que las dos unidades tienen dimension
es diferentes, debe adquirir el hábito de escribir siempre las "lbm" o "lbf" correctas
 en lugar de "libras". 
 1-6C ¿Cuál es la fuerza neta que actúa sobre un automóvil que va a la velocidad 
constante de 70 km/h a) en un camino horizontal y b) en un camino de subida? 
 Como no hay aceleración, la fuerza neta es cero en ambos casos. 
 1-14 Mientras resuelve un problema, una persona termina con la ecuación E = 25 kJ + 7 
kJ/kg en cierta etapa. Aquí, E es la energía total, y tiene la unidad de kilojoules. 
Determine cómo corregir el error, y explique lo que puede haberlo causado. 
 Debido a la imposibilidad de sumar dos cantidades con diferentes unidades, la 
expresión E = 25 kJ 7 kJ/kg contiene un error. 
 
El término 7kJ/kg contiene un error porque la energía total, E, se mide en kJ. 
 
El error estuvo en no multiplicar la energía por unidad de masa en este 
término por la masa de la sustancia. Este término tiene unidades de energía por 
unidad de masa. 
 1-20C Está usted tratando de comprender cómo funciona un compresor alternativo (de 
cilindro-émbolo) de aire. ¿Qué sistema usaría usted? ¿Qué tipo de sistema es? 
 El aire que está presente en el dispositivo pistón-cilindro se considera el sistema. 
Dado que ninguna masa entra o sale de este sistema, se considera que tiene una 
masa fija. 
 1-22C ¿Cuál es la diferencia entre propiedades intensivas y extensivas? 
 La diferencia de las propiedades extensivas, que dependen de la cantidad de 
material, las propiedades intensivas son independientes de la cantidad. 
 1-24C El volumen específico molar de un sistema V – se define como la relación del 
volumen del sistema con respecto al número de moles de una sustancia contenidos en el 
sistema. ¿Ésta es una propiedad extensiva o intensiva? 
 El volumen específico molar del sistema primario es y el volumen específico molar 
de uno de los sistemas más pequeños es, que es idéntico al valor del 
sistema primario. El volumen específico molar es, por tanto, una 
propiedad intensiva 
 1-26C ¿Qué es un proceso de cuasi equilibrio? ¿Cuál es su importancia en ingeniería? 
 Un proceso de cuasiequilibrio es aquel en el que un 
sistema está casi constantemente en equilibrio. Numerosos procesos de ingeniería 
pueden describirse aproximadamente como cuasiequilibrio. Cuando se utilizan 
procesos de cuasiequilibrio en lugar de procesos de no cuasiequilibrio, la salida 
de trabajo de un dispositivo se maximiza y la entrada de trabajo a un dispositivo 
se minimiza. 
 1-28C ¿Cuál es el postulado de estado? 
 Un sistema compresible simple tiene dos propiedades intensivas independientes que 
juntas definen completamente el estado del sistema. 
 1-30C Al analizar la aceleración de gases al fluir por una boquilla, ¿qué elegiría como 
sistema? ¿Qué tipo de sistema es éste? 
 Cuando volumen dentro de la boquilla, que está limitado por toda la superficie 
interior de la boquilla, así como por sus secciones transversales de entrada y salida, 
es la opción ideal para el sistema cuando se analiza la aceleración de los gases a medida 
que fluyen a través de una boquilla. Dado que la masa excede el límite, este volumen es 
un volumen de control.