termodinamica

CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE
DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA SALUD
PRIMER AÑO CARRERA DE MEDICINA
ÁREA DE FÍSICA
Dr. LEONEL REYES
Ing. BRUNO COYOY
Ing. WALTAER QUIJIVIX
HOJA DE TRABAJO No 21
TERMODINAMICA
1. Hallar el equivalente mecánico de la kilocaloría en las siguientes unidades de energía: J;
kw/h; cv.h; atm.lt
SOL: 4186j; 1.63E-3; kw/h; 1.58E-3 cv.h; 41.3 atm.lt.
2. Una masa de agua de 10 kg cae desde una altura de 854 m, suponiendo que toda la
energía desarrollada se invierte en calentar el agua, hallar la temperatura que adquiere si
está inicialmente a 20°C.
SOL: 22°C
3. Calcular el flujo calorífico, en cal/s y Kcal/h, de un motor que desprende 0.25cv en forma
de calor, debido a los rozamientos y resistencia eléctrica.
SOL: 43.87 cal/s; 157.93 kcal/h.
4. Una bala de plomo (calor especifico 0.03 cal/g °C) de 100 gr, esta a una temperatura de
20°C. Se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 420 m/s y al
regresar al punto de partida choca con un trozo de hielo a 0°C. Cuanto hielo se funde, se
supone que toda la energía del choque se convierte íntegramente en calor.
SOL: 27 g de hielo.
5. Una caldera y un motor desarrollan 10 cv con un consumo de 15 kg/h de carbón.
Sabiendo que el poder calorífico de este combustible vale 8000kcal/kg. Hallar la
proporción de calor que se transforma en trabajo, es decir el rendimiento.
SOL: 5.26%.
6. Un ciclista realiza un trabajo durante una carrera a razón de 10 cv en 10 seg. Cuanta
azúcar debe de tomar para compensar la energía gastada. El poder calorífico del azúcar
es de 4 Kcal/g y el cuerpo humano tiene un rendimiento del 30% en la transformación de
energía química en mecánica.
SOL: 14.62 g.
7. En un calorímetro con 300 g de agua a 10°C se introduce un calentador eléctrico de 84 w
de potencia. Al cabo de 10 minutos la temperatura del agua se eleva hasta 40°C.
Sabiendo que el equivalente en agua del conjunto calorímetro y calentador es de 20 g,
hallar el equivalente mecánico del calor.
SOL: 5.25 J/cal.
8. Una rueda de 60 kg de masa y radio de giro 30 cm tiene un movimiento de rotación con
una velocidad de 480 rpm. Hallar la cantidad de calor producida al detener el movimiento
de la rueda por rozamiento.
SOL: 1635.2 cal.
TERMODINAMICA
RESOLVER EN CLASE
1. Una grúa funciona con un motor de 15 cv, teniendo en cuenta las pérdidas caloríficas
debidos al rozamiento de la grúa, el rendimiento del motor es del 20%. La combustión del
gas proporciona 5000 Kcal/m3. Calcular el volumen del gas necesario para elevar una
carga de 1500 kp a una altura de 20 m.
2. Un motor de 0.4 cv se agitan 40 lts de agua suponiendo que todo el trabajo se invierte en
calentar el agua, hallar el tiempo necesario para elevar la temperatura de la misma en 6°C
(la masa de 1 lts de agua es de 1 kg.)
3. En cada uno de los siguientes casos, hallar la variación de energía interna del sistema: a) un
sistema absorbe 500 cal y realiza 40 kpm de trabajo; b) Un sistema absorbe 300 cal y se le
aplica un trabajo de 419 julios; c) de un gas se extraen 1500 cal a volumen constante.