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Termodinámica Test Nº3

Pregunta  Nº1   (retroalimentación):  Una   serie   de   procesos   en   serie  ocurren   en   cierto   orden   de  modo   que   las   condiciones   iniciales   del  primer  proceso,  son  restablecidas  al  término  del  úl6mo  proceso.  Lo  anterior  es  conocido  como:  

A.  Proceso  cíclico  reversible.  B.  Proceso  cíclico  irreversible.  C.  Proceso  cíclico.  D.  Ninguna  de  las  anteriores.  

Todos los procesos cíclicos parten desde un estado inicial y llegan a un estado final igual a la condición inicial en la que se encontraba el sistema. Dado lo anterior, la trayectoria que siga este proceso puede ser reversible o irreversible.

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Pregunta   Nº2   (retroalimentación)   :   Esta   forma   de   la   primera  ley                                                                          ,        

A.  Todos  los  procesos.  B.  Todos  los  procesos  cuasiestá6cos.    C.   Todos  los  procesos  cuasiestá6cos  de  un  gas  ideal.  D.  Todos   los   procesos   cuasiestá6cos   de   un   gas   ideal   donde   los  

cambios  de  energía  ciné6ca  y  potencial  son  despreciables.  E.  Todos   los   procesos   cuasiestá6cos   donde   los   cambios   de  

energía  ciné6ca  y  potencial  son  despreciables.  

es  válida  en  sistemas cerrados y para:

La ecuación anterior tiene la única restricción de que los cambios de energía cinética y potencial deben ser despreciable y el proceso cuasiestático. Es independiente del tipo de fluido que conforme el sistema.

Pregunta   Nº3   (retroalimentación):   El  estado   de   un   gas   ideal   es   cambiado  i s o t é rm i c amen t e ,   y   d e   man e r a  cuasiestá6ca,   desde   un   estado   1   hasta   un  estado   2,   según   se   muestra   en   la   figura.  ¿Cuál  es  el  cambio  en  la  energía  interna  del  gas?   ¿Cuál   es   la   dirección   de   la  transferencia  de  calor?    

A.  ΔU  =  0  ;  Q  =  0  B.  ΔU  >  0  ;  Q  >  0  C.  ΔU  <  0  ;  Q  <  0  D.  ΔU  >  0  ;  Q  =  0  E.  ΔU  =  0  ;  Q  >  0  F.  ΔU  =  0  ;  Q  <  0  

En todo proceso isotérmico la temperatura permanece constante. Dado lo anterior, como la energía interna de un gas ideal es sólo función de la temperatura ΔU debe ser igual a cero. Por otro lado, cuando un gas se expande, y tal como se muestra en el gráfico, la presión disminuye y con ello la temperatura. Luego, para mantener la temperatura constante se debe agregar calor, esto es Q > 0

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Pregunta  Nº4   (retroalimentación):  Un  gas  ideal   experimenta   un   proceso   en   dos  etapas   cuasiestá6cas.   La   etapa   Nº1,   que  une   los   estados   1   y   2,   representa   un  proceso   adiabá6co,   y   la   etapa   Nº2,  representa   un   proceso   isotérmico.   ¿Cuál  de   las   siguientes  afirmaciones  es   correcta,  para   el   cambio   de   temperatura   y   el   calor  transferido  durante  la  etapa  Nº1?  

A.  ΔT  >  0  ;  Q  >  0  B.  ΔT  <  0  ;  Q  =  0  C.  ΔT  =  0  ;  Q  =  0  D.  ΔT  >  0  ;  Q  <  0  E.  ΔT  =  0  ;  Q  <  0  

En todo proceso adiabático no existe transferencia de calor, por lo tanto, Q = 0. Por otro lado, cuando un gas se expande, y tal como se muestra en el gráfico, la p r e s i ó n d i s m i n u y e y c o n e l l o l a temperatura, luego ΔT < 0.

Pregunta  Nº5   (retroalimentación):  Un  gas  ideal   experimenta   un   proceso   cíclico   y  cuasiestá6co  representado  por  el  diagrama  P  –  V.  En  relación  al  calor  neto  del  ciclo,  se  puede  afirmar  que:  

A.  Qneto  <  0  B.  Qneto  >  0    C.  Qneto  =  0  

Analizando el gráfico se tiene que W12 < 0 (expansión) y además es mayor en magnitud a W23 (compresión, mayor a cero). Por otro lado, la etapa que une los estados 3 y 1, ocurre a volumen constante, lo que significa que W13 = 0. Luego: Wneto = W12 + W23 < 0 Como se trata de un ciclo è Wneto  +  Qneto    =  0,  por  lo  tanto,  Qneto  >  0.

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Pregunta   Nº6   (retroalimentación):   Un   gas   ideal   ingresa   a   un  intercambiador   de   calor,   que   opera   en   condiciones   [picas,   y   donde  aumenta   su   temperatura   desde   un   valor   T1   hasta   un   valor   T2.  Considerando  que   los  ductos  de  succión  y  descarga  de  este  equipo  son  iguales,   ¿cómo   es   la   velocidad   de   descarga   del   gas   respecto   de   la  velocidad  que  6ene  al  ingresar  al  intercambiador?    

A.  Cdescarga  >  Csucción  B.  Cdescarga  <  Csucción    C.  Cdescarga  =  Csucción  

Pregunta  Nº7  (retroalimentación):  Una  bomba  instalada  en  la  superficie,  extrae  agua  desde  una  napa  subterránea  a  través  de  un  ducto  ver6cal  de  area  constante.  Cuando  el  agua    llega  a  la  succión  de  la  bomba,  ¿su  presión   es  mayor,  menor   o   igual   que   la   presión   del   agua   en   la   napa  subterránea?  

A.  Mayor.  B.  Menor.  C.  Igual.  

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Pregunta   Nº8   (retroalimentación):   Considere   un   sistema   abierto   con   una  entrada  y  una  salida.  ¿Si   los  flujos  volumétricos  en   la  entrada  y  en   la  salida  son  iguales,  el  sistema  se  encuentra  necesariamente  en  estado  estacionario?.    

A.  Si,  el  sistema  siempre  se  encontrará  en  estado  estacionario.  B.  No,  el  sistema  nunca  se  encontrará  en  estado  estacionario.  C.  Depende.  El  sistema  se  encontrará  en  estado  estacionario  

dependiendo  del  6po  de  fluido  que  circula  a  través  de  él.  

Pregunta  Nº9   (retroalimentación):  Es  deseable   transferir   calor  hacia  un  gas   cuando   éste   fluye   a   través   de   una   tobera.   ¿Cómo   afectará   la  transferencia  de  calor  a  la  velocidad  del  gas  en  la  salida  de  la  tobera?.  

A.  Se   mantendrá   igual   en   comparación   a   la   operación  adiabá6ca.  

B.  Será  menor  en  comparación  a  la  operación  adiabá6ca.  C.  Será  mayor  en  comparación  en  la  operación  adiabá6ca.  

Si se agrega calor al gas, aumenta su energía disponible para cambio de velocidad (porque su temperatura es mayor), por lo tanto su velocidad será mayor en comparación al caso Q = 0.

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Pregunta  Nº10  (retroalimentación):  Un  gas  ingresa  a  un  compresor  para  aumentar  su  presión.  Por  fallas  en  la  aislación  este  equipo  no  trabaja  en   condiciones   adiabá6cas,   perdiendo   calor   durante   la   operación.  ¿Cómo  afecta  esta  pérdida  de  calor  al  aumento  de  presión  del  gas?  

A.  No   6ene   efectos   sobre   el   aumento   de   presión,   sólo   en   la  temperatura.  

B.  El  aumento  de  presión  será  mayor.  C.  El  aumento  de  presión  será  menor.