G10 Gases Ideales y Termodinamica

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Facultad de Ciencias Veterinarias Año 2023 
Universidad Nacional de Rosario 
Guía 10: Gases Ideales y Termodinámica Página 1 de 3 
GUÍA 10: GASES IDEALES y 
 TERMODINÁMICA 
P REG UN TA S 
1. ¿Cómo se define un sistema termodinámico? ¿Qué son las variables 
termodinámicas? ¿Cuáles pueden ser esas variables? 
2. ¿Qué condiciones debe cumplir un gas para que pueda considerarse “ideal”? 
Enunciar la ecuación de estado que verifican los gases ideales. 
3. Enunciar la ley de Boyle, la ley de GayLussac y la ley de Charles. 
4. ¿Cuáles son las magnitudes que permanecen constantes en los procesos: 
(a) isotérmicos, (b) isobáricos, (c) isocóricos, (d) adiabáticos? 
5. Enunciar la ley de Dalton (o de las presiones parciales). 
6. ¿Cuándo se dice que un proceso es: reversible, irreversible y espontáneo? 
7. Enunciar el Primer Principio de la Termodinámica, explicitar su expresión 
matemática, indicando qué magnitud física representa cada letra que aparece en la 
ecuación. 
8. ¿Cuáles son las características de una función de estado? ¿El calor (Q) y el trabajo 
(W) son funciones de estado? ¿Y la Energía Interna (U)? 
9. Definir velocidad o tasa metabólica. Definir tasa metabólica basal o en reposo. 
10. Enunciar el Segundo Principio de la Termodinámica. Dar los enunciados de 
KELVIN y CLAUSIUS del Segundo Principio. Definir la función ENTROPÍA (S). 
Indicar en qué casos las variaciones SU > 0, SU < 0 y SU = 0. 
11. Definir rendimiento de un sistema termodinámico. 
12. Explicitar la ecuación para la variación de energía libre de Gibbs (G) para un 
sistema cerrado y procesos a p y T constantes. Indicar qué implican las variaciones 
G > 0, G < 0 y G = 0, en esas condiciones. 
13. ¿Los seres vivos son sistemas en equilibrio o en estado estacionario? Explicar. 
P RO BLEMA S 
1. Se comprime isotérmicamente una cantidad de aire a la presión de 1 atm hasta 
reducir su volumen inicial a las dos terceras partes. Calcular la nueva presión. 
Rta:1,5 atm 
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2. Un gas ideal tiene un volumen de 1000 cm3 a presión atmosférica normal y a una 
temperatura de –20 ºC. ¿A qué presión se lo debe someter para que su volumen 
final sea de 500 cm3 y su temperatura 40 ºC? 
Rta: 2,47 atm 
3. Las presiones parciales de la mezcla de gases indicados, a 25 ºC, miden: 0,26 atm (H2); 
0,19 atm (CO2); 0,14 atm (etileno). Calcular la presión total y la proporción de H2 en la 
mezcla. 
Rta: ptotal = 0,59 atm; xH2 = 0,44 
4. Durante una transformación isocórica (volumen constante) un sistema absorbe 35 J 
de calor. ¿Cuál es la variación de energía interna (E) del sistema? 
Rta: 35 J 
5. En cada una de las siguientes situaciones determínese el cambio en la energía 
interna del sistema. (a) El sistema absorbe 2100 J de calor y realiza 400 J de 
trabajo. (b) El sistema absorbe 650 J de calor, mientras se realiza sobre él 400 J de 
trabajo. (c) El sistema cede 1500 J de calor manteniendo el volumen constante. 
Rta: (a) 1.700 J; (b) 1.050 J; (c) -1.500 J 
6. Un gas absorbe 800 J de calor y realiza 500 J de 
trabajo cuando pasa del estado A al estado B a lo 
largo del camino 1 de la figura. (a) ¿Cuánto varía la 
energía interna del sistema? (b) Se realizan 300 J de 
trabajo sobre el sistema y el gas vuelve al estado 
inicial A por el camino 2. Calcular el rendimiento del ciclo A  B  A. (c) ¿Cuánto 
calor libera el gas cuando pasa del estado B al estado A, a lo largo del camino 2? 
Rta: (a) 300 J; (b) 25 %; (c) 600 J 
7. El rendimiento de una maquina es 0,21. Por cada 1000 J de calor que absorbe la 
máquina: (a) ¿Cuánto trabajo realiza? (b) ¿Cuánto calor desprende? 
Rta: (a) Wneto = 210 J; (b) 790 J 
8. Un animal en su carrera consume oxígeno a razón de 4,1 L/min. ¿Cuál es su 
velocidad metabólica (VM)? 
Dato: 1 L de oxígeno libera 2x104 J 
Rta: 1366,7 W 
9. La velocidad metabólica basal (VMB) puede ser definida como la velocidad 
metabólica de una persona en reposo absoluto dividido por el área de su cuerpo. 
A 
B 
V VA 
PA 
P 
PB 
VB 
1 
2 
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¿Cuál es la VMB de una persona de área 2,2 m2 que consume 0,3 L/min de 
oxígeno? 
Rta: 45,45 W/m2 
P RO BLEMA S AD ICIO NAL E S: 
1. El aire que ocupa 150 L a 1,1 atm de presión manométrica (por encima de la 
atmosférica) se dilata isotérmicamente hasta la presión atmosférica (p0). Suponiendo 
que el aire se comporta como un gas ideal, calcular el volumen que ocupará 
después de la dilatación. 
Dato: p0 = 1 atm 
Rta: 165 L 
2. El aire espirado por un animal de laboratorio es recogido sobre CaCl2 (desecante) en 
un recipiente a 0 ºC y 0,46 atm, ocupando un volumen de 270 mL y con una 
2CO
P de 
0,01 atm. Calcular: (a) el volumen de aire espirado inicialmente a 37 ºC y 1 atm de 
presión; y (b) la fracción molar de CO2 en el aire seco. 
Rta: (a) 141 mL; (b) xCO2 = 0,022 
3. Un tanque de gas a una presión de 3 atm está compuesto de 0,35 mol de oxígeno y 
0,65 mol de helio. ¿cuál es la presión parcial del oxígeno? 
Rta: 1,05 atm 
4. En cierto proceso se suministran 8000 J de calor a un sistema, mientras éste efectúa 
un trabajo de 6000 J. ¿Cuánto varió la energía interna del sistema durante este 
proceso? 
Rta: 2000 J 
5. Un gas absorbe 7000 J de calor cuando pasa del estado A al B a lo largo del camino 
1 de la figura del problema 6 anterior, y desprende 5000 J de calor cuando regresa 
al estado A desde B por el camino 2. (a) ¿Cuál es el trabajo neto realizado en el 
ciclo? (b) ¿Cuál es el rendimiento del ciclo? 
Rta: (a) Wneto = 2000 J; (b) 28,6 % 
6. ¿Cuál es la velocidad de consumo de oxígeno en L/h durante el sueño, suponiendo 
una velocidad metabólica de 75 W? 
Rta: 13,5 L/h