TERMO LBYRON

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FÍSICA 
SEMANA 13: TERMODINÁMICA 
GASES IDEALES 
01. De acuerdo a las leyes empíricas de los gases, 
señale la secuencia correcta después de deter- 
minar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguien- 
tes proposiciones: 
I. De la Ley de Boyle se deduce que la curva del 
diagrama P-V es una hipérbola equilátera 
II. De la Ley de Charles se deduce que el volumen 
depende linealmente de la temperatura absolu- 
ta. 
III. De la Ley de Gay-Lussac se deduce que la 
presión depende linealmente de la temperatura 
absoluta. 
A) VVV B) VFF C) VVF 
D) FVF E) FFF 
 
02. Señale la verdad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. El gas ideal es un gas inexistente. 
II. La ecuación PV = RTn, es válida para todo ti- 
po de gas. 
III. Para un gas ideal, en cualquier proceso se 
cumple: P1V1/T1 = P2V2/T2 
A) FFF B) FFV C) FVF 
D) VVF E) VVV 
 
03. Un gas ideal se encuentra confinado en un 
recipiente provisto de un émbolo, siendo ρ su 
densidad, P su presión y su temperatura de 300 
K, al incrementar su temperatura hasta 400 K su 
densidad se incrementa en 50%. Determine su 
nueva presión. 
A) 0,5P B) 1,0P C) 1,5P 
D) 2,0P E) 3,0P 
 
04. Un recipiente provisto de un émbolo contie- 
ne un gas ideal de densidad ρ, presión P y tem- 
peratura T = 27 °C. ¿En cuántos grados Celsius 
se incrementará la temperatura del gas si se le 
somete a un proceso mediante el cual su densi- 
dad y presión alcanzan los valores 1,5ρ y 2P 
respectivamente? 
A) 50 B) 75 C) 100 
D) 125 E) 150 PARCIAL_2003-I 
 
05. En el cumpleaños de un niño se inflan globos 
con 5 litros de helio, determine el número de 
moléculas de helio utilizadas en cada globo a la 
temperatura de 27 °C y a la presión 1,1 atm. Con- 
sidere 1atm = 105 Pa. 
A) 132,8.1021 B) 143,2.1025 
C) 4,25.1022 D) 132,6.1020 
E) 143,2.1022 
 
06. Un cubo de 20 cm de lado contiene un núme- 
ro de moléculas, de un gas considerado ideal, 
igual a tres veces el número de Avogadro a una 
temperatura de 20 °C. El módulo de la fuerza, en 
kN, que ejerce el gas sobre una de las paredes 
del cubo (aprox.) es: (R=8,31J/mol·K) 
A) 20,4 B) 28,3 C) 30,1 
D) 36,5 E) 40,8 FINAL_2011-I 
 
07. Cierto gas ideal está sometido a una presión 
de 1,5 atm cuando ocupa un volumen de 1200 
cm3 a 273 K. ¿Qué presión (en atm) aproximada 
mente, ejerce dicho gas cuando ocupa un volu- 
men de 1000 cm3 a 100 °C? 
A) 2,46 B) 2,15 C) 2,00 
D) 1,75 E) 1,46 SELEC_2016-I 
 
08. Un cilindro cuyo volumen es de 12 litros con 
tiene un gas de helio a una presión de 136 atm. 
La temperatura del gas en el cilindro es igual a 
la temperatura ambiente 0°C. ¿Cuántos globos 
se pueden llenar con este gas en condiciones 
normales de presión y temperatura, si el volu- 
men de cada globo es de 1 litro? 
A) 1 624 B) 1 626 C) 1 628 
D) 1 630 E) 1 632 PARCIAL_2007-II 
 
09. Un balón rígido contiene 6 kg de un gas ideal 
a la presión absoluta de 4x105 Pa, si se extrae gas 
a temperatura constante hasta que la presión 
del gas en el balón se reduce a la mitad de su 
presión inicial. Calcule (en kg) la masa del gas 
extraída del balón. 
A) 2 B) 3 C) 3,5 
D) 4 E) 5 
 
10. Un tanque de 0,831 m3 contiene un gas ideal 
de masa molar igual a 30 g/mol, a una presión 
manométrica de 6 atm. Se calienta el tanque 
hasta que el gas pasa de 27 °C a 87 °C y para 
bajar la presión manométrica a 5 atm se deja es- 
capar algo de gas. ¿Cuánto gas, en kg, se deja es- 
capar? 
A) 2 000 B) 1833 C) 2 
D) 18 E) 57 
 
TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR 
11. Con referencia a la teoría cinética de los ga- 
ses, indicar si las siguientes proposiciones son 
verdaderas (V) o falsas (F): 
I. Las moléculas de un gas se mueven en una di- 
rección preferencial. 
 
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II. Las moléculas obedecen las leyes del movi- 
miento de Newton. 
III. Los choques entre moléculas y las paredes 
del recipiente son elásticos. 
IV. Todas las moléculas del gas son de diferente 
tamaño. 
A) FVVV B) FVFV C) FVVF 
D) VVVF E) FFVF 
 
12. Con respecto al modelo cinético para los ga- 
ses ideales, determine si las siguientes proposi- 
ciones son verdaderas (V) o falsas (F) y mar- 
que la alternativa correspondiente. 
I. El gas ideal está constituido por un gran núme- 
ro de partículas en movimiento con promedioV

= 0 
(respecto del recipiente) 
II. La interacción entre las partículas del gas y los 
objetos en su entorno es vía choque elástica. 
III. Como resultado del modelo, la energía cinéti- 
ca promedio por molécula de las partículas es 
independiente de su masa. 
A) VVV B) VVF C) VFV 
D) FVV E) FFF CEPRE_2017-II 
 
13. Acerca de la Teoría Cinética de los Gases, 
señale si las proposiciones son verdaderas (V) o 
falsas (F) y marque la alternativa correspondien 
te 
I. Como hipótesis, se considera que el movimien- 
to de las moléculas es aleatorio. 
II. Como resultado, se obtiene que la energía ci- 
nética traslacional molecular promedio depen- 
de de la temperatura del gas. 
III. Como hipótesis, se considera que las colisio- 
nes de las moléculas con las paredes del recipien 
te son elásticas. 
A) VVV B) VFV C) VVF 
D) FVV E) FFV CEPRE_2019-II 
 
14. En el modelo cinético de los gases, la figura 
representa el choque de una molécula (de masa 
m) de un gas ideal con una de las paredes del re- 
cipiente que lo contiene. Determine las proposi- 
ciones verdaderas (V) o falsas (F) y marque la 
alternativa correspondiente. 
 
 
 
 
 
 
I Luego del choque de la molécula con la pared, 
no cambia la energía de la molécula. 
II. La energía cinética media por molécula (Ek) 
es directamente proporcional a la temperatura 
absoluta. 
III. Para el conjunto de moléculas del gas, se cum 
ple que el promedio del cuadrado de la rapidez 
en el eje x es igual al promedio del cuadrado de 
la rapidez en el eje y. 
A) VVV B) VVF C) VFV 
D) FVV E) FFF CEPRE_2020-I 
 
15. Un gas ideal monoatómico encerrado en un 
recipiente de 2 litros está constituido por 1021 
moléculas. Si la energía cinética promedio de las 
moléculas es 4,4x10-21 J, halle la presión del gas 
(en Pa). 
A) 980 B) 1380 C) 1467 
D) 5000 E) 8000 
 
16. En un recipiente de 2m3 se encuentran 
2x1021 moléculas de oxígeno que ejercen una 
presión promedio de 96 Pa sobre las paredes del 
recipiente. Determine la velocidad raíz media 
cuadrática (en m/s) de las moléculas de oxíge- 
no. Masa de una molécula de oxígeno 5x10‒26kg 
A) 2000 B) 800 C) 3200 
D) 7200 E) 2400 
 
17. Determine en qué porcentaje, en %, se debe 
incrementar la temperatura del oxígeno en un 
recipiente para duplicar su velocidad raíz cua- 
drática media (Vrms) 
A) 400 B) 300 C) 200 
D) 100 E) 25 
 
18. Si la temperatura de un gas ideal monoató- 
mico se eleva de 51 °C a 168 °C, determine, la re- 
lación ΔVrms ÷ Vrmsinicial 
A) 1/10 B) 1/7 C) 1/6 
D) 1/5 E) 1/4 CEPRE_2008-II 
 
ENERGÍA INTERNA 
19. Respecto al modelo cinético molecular para 
el gas ideal, identifique si cada proposición que 
se presenta a continuación es verdadera (V) o 
falsa (F) y marque la alternativa correcta. 
I. Como hipótesis del modelo, el gas está consti- 
tuido por un gran número de partículas que sólo 
interactúan con un recipiente por medio de 
choques elásticos. 
II. Como consecuencia, la presión del gas es pro- 
porcional a su densidad. 
III. Como consecuencia, se verifica que la energía 
interna del gas es igual a 1,5KBT donde KB es una 
 
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constante de Boltzmann y T es la temperatura 
absoluta. 
A) FFV B) FVF C) VVF 
D) VFF E) VVV CEPRE_2016-II 
 
20. ¿Cuál es aproximadamente el cambio de la 
energía interna, en J, de 4 moles de un gas helio 
si su temperatura aumenta en 10°C? 
A) 14 110 B) 304 C) 499 
D) 604 E) 704 
 
21. Un gas ideal monoatómico es sometido a los 
procesos AB y BC como se muestra en la figura: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si la energía interna del gas en el estado B es 54 
kJ, determine el cambio de la energía interna del 
gas en el proceso ABC (en kJ). 
A) 9 B) 18 C) 27 
D) 81 E)162 CEPRE_2013-I 
 
TRABAJO AL VARIAR EL VOLUMEN DE UN GAS 
22. La gráfica representa la presión de un gas en 
función a su volumen. Señale la condición verda 
dera (V) o falsa (F) de las siguientes afirmacio- 
nes: 
I. El trabajo que realiza el gas en el proceso de 
expansión es 20 J. 
II. El trabajo que realiza el gas en el proceso de 
comprensión es 40 J. 
III. El trabajo que realiza el gas en el proceso a 
volumen constante es igual a 20 J 
A) VVV 
B) VVF 
C) VFF 
D) FVF 
E) FFF 
23. Un gas ideal monoatómico ideal se lleva del 
estado A hacia el estado B, según el proceso descri- 
to en el gráfico, determine el trabajo realizado por 
el gas durante el proceso (en kJ). 
(PARCIAL_2017-I) 
 
A) 100 
B) 180 
C) 200 
D) 220 
E) 300 
24. Calcule el trabajo (en J) que realiza un gas 
ideal encerrado dentro de un cilindro tapado 
con un embolo móvil, cuando se calienta isobári- 
camente desde 27ºC hasta 87ºC. El volumen ini- 
cial es de 5 litros y la presión es de 100 kPa 
A) 90 B) 100 C) 120 
D) 140 E) 180 CEPRE_2018-II 
 
25. En la figura se muestra un recipiente, con un 
émbolo que se desliza sin fricción, que contiene 
un gas ideal a la temperatura de 10 °C y a una 
presión de 2x105 Pa. El gas recibe calor y se ex- 
pande isobáricamente realizando un trabajo de 
3,96x103 J. Si la temperatura final del gas es 70 
°C, determine el volumen inicial del gas (en 10-2 
m3). 
A) 5,62 
B) 6,50 
C) 7,80 
D) 9,34 
E) 10,1 PARCIAL_2007- 
 
CALOR TRANSFERIDO 
26. Señale si las proposiciones son verdaderas 
(V) o falsas (F). 
I. Para incrementar en un kelvin la temperatura 
de un mol de gas monoatómico, contenido en un 
recipiente herméticamente cerrado, se re- 
quiere aproximadamente 8,31 J. 
II. Para incrementar en un kelvin la temperatu- 
ra de un mol de gas diatómico, contenido en un 
recipiente a presión constante, se requiere apro 
ximadamente 29,1 J. 
II. Para elevar en un kelvin la temperatura de 
una masa de gas ideal a volumen constante se 
requiere menos calor que en condiciones de pre 
sión constante. 
A) FVV B) VFF C) FVF 
D) VVF E) VVV 
 
27. Un gas ideal monoatómico se encuentra en 
un recipiente a la presión de 4 kPa y a una tem- 
peratura de 400 K, ocupando un volumen de 2 
m3. Si el gas se expande a presión constante has 
 
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ta un volumen de 5 m3, determine la cantidad de 
calor (en kJ) entregado al gas durante el pro- 
ceso. 
A) 15 B) 25 C) 30 
D) 45 E) 50 CEPRE_2004-II 
 
28. La figura muestra la presión de un gas ideal 
monoatómico en función de su volumen. Calcule 
la cantidad de calor, en J, que absorbió al seguir 
el proceso 1-2-3. 
A) 500 
 
B) 600 
 
C) 840 
 
D) 1 140 
 
E) 1 340 
PARCIAL_2012-II 
 
1ERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 
29. Para n moles de un gas ideal que experimen 
ta un cambio de temperatura ΔT se tiene la ex- 
presión n.CV.ΔT, identifique la verdad (V) o fal- 
sedad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. n.CV.ΔT significa el cambio en la energía inter- 
na independiente del proceso seguido. 
II. n.CV.ΔT significa calor transferido en cual- 
quier proceso. 
III. n.CV.ΔT significa el trabajo realizado a volu- 
men constante. 
A) VFF B) FVV C) VVF 
D) VFV E) FVF 
 
30. Respecto de un sistema termodinámico (ST), 
identifique si cada proposición a continuación 
es verdadera (V) o falsa (F) y marque la alterna- 
tiva correcta. 
I. En una compresión isotérmica el ST no reduce 
su temperatura debido a que cede calor en igual 
magnitud que el trabajo realizado sobre el siste- 
ma. 
II. En una expansión adiabática el ST reduce su 
temperatura debido al trabajo que realiza. 
III. Al completar un ciclo de trabajo el ST recupe- 
ra su energía inicial, debido a que durante el ci- 
clo se absorbe calor en igual magnitud al trabajo 
realizado durante el mismo. 
A) FFV B) FVF C) VFF 
D) VVF E) VVV CEPRE_2016-II 
 
31. En la figura se muestra el proceso isobárico 
que realiza un gas ideal entre dos estados termo 
dinámicos. Determine el cambio de energía in- 
terna (en J) si el calor entregado fue de 1 kcal. (1 
cal = 4,18 J) 
A) 180 
B) 380 
C) 580 
D) 980 
E) 1800 
UNI_2012-II 
32. Un gas ideal monoatómico realiza el proceso 
que se muestra en la gráfica (presión en función 
del volumen). Determine la cantidad de calor 
(en kJ) transferido durante el proceso. 
A) 84 
B) 72 
C) 60 
D) 48 
E) 36 
CEPRE_2020-I 
33. Un sistema termodinámico se lleva desde el 
estado a al estado c siguiendo la trayectoria abc 
como se muestra la figura, efectuando 450 J de 
trabajo. Cuando lo hace por la trayectoria adc, el 
trabajo que realiza es de 120 J. Si las energías in- 
ternas de los cuatro estados son Ua = 150 J, Ub = 
240 J, Uc = 680 J y Ud = 330 J, calcule los calores 
(en J), que se les entrega al sistema por las tra- 
yectorias abc y adc respectivamente. 
A) 450; 120 
B) 150; 680 
C) 980; 450 
D) 980; 650 
E) 680; 980 
FINAL_2020-I 
34. Un gas sigue los procesos AFC y AJC. Si en el 
proceso AJC recibe 1 000 J de calor, ¿cuánto ca- 
lor, en J, recibirá en el proceso AFC? 
A) 1 200 
B) 1 400 
C) 1 500 
D) 1 800 
E) 2 000 
 
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35. Un mol de un gas ideal monoatómico se expande 
adiabáticamente realizando un trabajo de 6 kJ. ¿Cuál 
es el cambio de temperatura, en kelvin, del gas des- 
pués de la expansión? R = 8,314 J/mol.K 
A) ‒441,1 B) ‒451,1 C) ‒461,1 
D) ‒1,1 E) ‒481,1 UNI_2009-II 
 
36. Determine la variación de la energía interna 
(en J) de un gas ideal monoatómico que realiza 
un proceso adiabático de A a B como se muestra 
en la figura. 
A) 380,0 
B) 886,8 
C) 1775,5 
D) 1900,0 
E) 2671,9 
37. Si en el proceso termodinámico 1 → 2 → 3 la 
variación de la energía interna de un gas ideal es 
500 J, determine la cantidad de calor (en J) que 
se disipa el gas en 3 → 1 y el trabajo neto (en J) 
del gas en ciclo mostrado. 
A) ‒628; 200 
B) ‒776; 300 
C) ‒875; 125 
D) ‒974; 125 
E) ‒875; 500 
38. La gráfica muestra el ciclo termodinámico de- 
sarrollado por un gas ideal. Determine el trabajo 
de un ciclo (en J) y el calor absorbido (en J) en 3 
ciclos ,si en el proceso C → A el gas disipa 400 J 
de energía en forma de calor. (ln2,5 = 0,9). 
A) 150; 1100 
 
B) 450; 230 
 
C) 150; 1650 
 
D) 450; 550 
 
E) 300; 230 
 
MÁQUINAS TÉRMICAS 
39. Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. Una máquina térmica es aquél sistema que trans 
forma la energía mecánica en energía térmica. 
II. Toda máquina térmica opera siempre entre 
dos focos térmicos. 
III. En una máquina térmica no se cumple el prin 
cipio de conservación de energía. 
A) FFF B) VVV C) FVV 
D) FFV E) FVF 
 
40. En la gráfica P vs V se muestra un ciclo ter- 
modinámico que sigue una maquina térmica. Si 
Q1 = 120 J, Q2 = 200 J y Q3 = 180 J son los calores 
usados en cada proceso, determine aproximada- 
mente la eficiencia, en %, de la máquina térmica. 
A) 25,8 
B) 33,8 
C) 40,8 
D) 43,8 
E) 65,8 
UNI_2011-II 
 
41. Un gas ideal desarrolla un ciclo termodiná- 
mico constituido por 3 procesos: isobárico, iso- 
métrico e isotérmico. Las cantidades de calor in- 
volucrados en cada proceso son 5Q, 3Q y Q, res- 
pectivamente. Determine la eficiencia, en %, del 
ciclo. 
A) 10 
B) 15 
C) 20 
D) 25 
E) 40 
42. Un gas diatómico realiza el ciclo mostrado en 
la gráfica. Calcule la eficiencia del ciclo. 
A) 1/3 
B) 2/19 
C) 1/4 
D) 3/4 
E) 2/13 
43. La figura muestra los ciclos ABCDA y DCEFD 
que son realizados por un gas ideal monoatómi- 
co. Si la eficiencia del ciclo ABCDA es ε1 y la efi- 
ciencia del ciclo DCEFD es ε2, hallar ε2/ε1. (PAR- 
CIAL_2010-I) 
A) 11/16 
B) 3/4 
C) 13/16 
D) 7/8 
E) 15/16 
 
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44. Un gas ideal monoatómico experimenta el proce- 
so termodinámico cíclico ABCA mostrado en la figu- 
ra. Determine el rendimiento, en %, del ciclo. 
A) 60,0 
B) 50,0 
C) 42,5 
D) 33,3 
E) 12,5 
45. El ciclo mostrado es realizado por una má- 
quina térmica que funciona con un gas ideal mo- 
noatómico, calcule la eficiencia,en %, de la má- 
quina térmica. 
A) 18,75 
B) 19,25 
C) 20,25 
D) 22,75 
E) 24,15 
CICLO DE CARNOT 
46. En la figura, se muestran dos procesos asocia 
dos a una maquina térmica que opera con 2 
fuentes térmicas, una a 27 °C y la otra a 227 °C. 
En uno de los procesos, absorbe 800 J de calor y 
en el otro cede 600 J de calor. Determine la dife- 
rencia entre la eficiencia de la máquina térmica 
ideal que opera entre dichas fuentes térmicas y 
la eficiencia de la máquina térmica que sigue el 
ciclo mostrado en la figura. 
A) 0,15 
 
B) 0,25 
 
C) 0,35 
 
D) 0,45 
 
E) 0,50 
CEPRE_2020-I 
 
47. Para las siguientes proposiciones, indique 
verdadero (V) o falso (F) según corresponda. 
I. La máquina térmica que se muestra existe. 
II. La máquina Carnot trabaja en un ciclo que es- 
tá constituido por dos isotermas y dos adiabáti- 
cas, y en que la eficiencia obtenida es máxima. 
III. Una máquina térmica se basa en que la ener- 
gía calorífica fluye de manera espontánea de los 
cuerpos de mayor temperatura hacia los de me- 
nor temperatura. 
 
A) VVF 
 
B) FFF 
 
C) FVF 
 
D) FVV 
 
E) VVV 
 
48. Una máquina térmica que sigue el ciclo de 
Carnot trabaja entre dos focos cuyas temperaturas 
son 400 K y 120 K, respectivamente. Si la máquina 
recibe 2 000 cal por ciclo. Determine la cantidad de 
calor (en cal) que es convertida en trabajo. 
A) 1 000 B) 1 500 C) 1 400 
D) 1 600 E) 1 800 
 
49. Una máquina térmica de Carnot opera entre 
dos focos térmicos cuyas temperaturas son 127 
°C y 727 °C. Calcule el calor cedido en cada ciclo 
(en J) si la máquina realiza un trabajo de 300 J 
en cada ciclo de operación. 
A) 120 B) 150 C) 180 
D) 200 E) 300 CEPRE_2019-II 
 
50. Dos moles de gas helio monoatómico desa-
rrollan el ciclo de Carnot entre dos focos térmi 
cos, uno de 327 °C y el otro a 127 °C, calcule (en 
joules) el trabajo que el gas realiza durante la ex- 
pansión adiabática. R = 8,31 J/mol K 
A) 1662 B) 2493 C) 2944 
D) 3324 E) 4986 UNI_2015-II 
 
51. Seis moles de un gas ideal diatómico reali- 
zan un ciclo de Carnot. Si en la expansión adia- 
bática el gas desarrolla 74 700J de trabajo y el 
foco caliente está a una temperatura de 1000 K, 
calcule el rendimiento, en %, del ciclo. (R = 8,3 
J/mol.K) 
A) 30 B) 50 C) 45 
D) 40 E) 60 
 
2da LEY DE LA TERMODINÁMICA 
52. Con respecto a las siguientes proposiciones 
respecto a la segunda ley de la termodinámica, 
indique si son verdaderas (V) o falsas (F). 
I. La segunda ley de la termodinámica se expre- 
sa en una única forma. 
II. La segunda ley de la termodinámica imposi-
bilita el hecho de construir una maquina térmi- 
ca cuya eficiencia sea de 100%. 
III. Todas las maquinas térmicas que trabajan 
con ciclos reversibles tienen igual rendimiento. 
 
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A) FVF B) VVV C) VVF 
D) FVV E) VFV 
 
53. Indique si las siguientes proposiciones son 
verdaderas (V) o falsas (F) en relación a la 2da 
ley de la termodinámica. 
I. Es imposible convertir el 100 % de trabajo en 
calor. 
II. Todas las máquinas reversibles tienen la mis 
ma eficiencia. 
III. La única máquina térmica reversible es la 
máquina de Carnot. 
A) VVV B) FVF C) FFF 
D) FFV E) VFF 
 
54. De acuerdo a la segunda ley de la termodi- 
námica, indique la veracidad (V) o falsedad (F) 
de las siguientes proposiciones: 
I. Usar el calor que rechaza una máquina térmi- 
ca para alimentar otra máquina térmica es una 
violación a la segunda ley. 
II. Todas las máquinas térmicas ideales tienen 
una eficiencia del 100%. 
III. Los refrigeradores violan la segunda ley de la 
termodinámica. 
A) VVV B) VFV C) VVF 
D) FVF E) FFF 
PROF. LORD BYRON