TRABAJO colaborativo 2 aporte individual

Jhonatan Javier Vega Corredor

Código: 74382073

TUTORA: Ana Ilva Capera

Grupo: 201015_177

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

CEAD YOPAL

2015

1. El motor de un refrigerador ideal tiene una potencia de 150 W. La temperatura exterior al refrigerador es 37°C ¿Cuánto tiempo demorará el refrigerador en congelar 4 kg de agua (paso de agua líquida a hielo a la temperatura de 0°C), sabiendo que el calor de fusión del hielo es de 80 cal/g?

RTA: así el calor quitado al hielo Q1, por el motor que tiene un potencial de 150W, será trasladado junto a la fuente caliente a 37°C. Hay recordar el significado de potencial en física, definido como, P=W /T

P= 150W

T= 39°C= 312,16°K

Q1+W=Q2

n=Q1W

=Q1

Q2−Q1

Expresando en función de la temperatura de sus focos:

n=Q1W

=Q1

Q2−Q1=

T 1T 2−T 1

n= 273,16 k312 ,16k−273,16 k

=7,004

La cantidad de calor que se retira para formar el hielo, Q1es:

Q1=4000g×80calg

× 4,184 Jcal

=1338880 J

n=Q1W

W=Q1n

=1338880 J7,004

=191159,33 J

Y el tiempo necesario era:

T=WP

=191159,33 J150W

=1274,39 segundos

2. La capacidad calorífica de un gas viene dada por la ecuación:Cp = 1.45 + 1.052 X 10-3 TSiendo T la temperatura en grados Kelvin y las unidades de la capacidad calorífica en calorías/mol*K. Exprese el valor de Cp en función de la temperatura en:

Grados Celsius o centígrados Grados Fahrenheit Grados Rankine

RTA= en este problema dicha capacidad es una función de la temperatura, es así como su valor va a depender de la temperatura que tenga el cuerpo.

Equivalencia de la escala de Celsius y Kelvin:

k=℃+273,16 , luegoC p=1,45+1,052×10−3 (℃+273 )

C p=6,37+1,052×10−3℃

Equivalencia de la escala Celsius a Fahrenheit

℃=59

(℉−32 )

C p=6,05+2,5×10−2℉

Equivalencia de la escala Fahrenheit y de la escala Rankine

℉=R−459,67

C p=1,76+2,5×10−2K

3. Se tiene un proceso isotérmico en el cual hay una transferencia de calor 1080 J, si el proceso ocurre a una temperatura de 650K y se ha determinado que inicialmente el sistema tiene un valor de entropía de 182.5J/K, calcule el valor de la entropía para el estado final.

RTA:

S1=182.5 J /K

T 2=650 K

Q2=1080 J

∆ S=S1+S2

S2=1080 J650 K

=1.66 JK

∆ S=182.5 JK

+1.66 JK

=184.16 JK

4. Calcule el cambio de entropía durante la fusión de la masa de hielo 8,4g a una temperatura de 32 ºC. Recuerde establecer los tres procesos reversibles que le permiten analizar el proceso global irreversible. (Ver modulo).

RTAS:

T=32 ℃

M= 8,4g

C p (L )=1,0calg .K C p(S )=0,5

calg . K ∆ hfusi ón=79,7

calg

∆ S1=mcP (S )∈(T fusiónT )=(8,4 g )(0,5 calg .K )∈( 273305 )=−0,46 calK

∆ S2=m∆h fusiónT fusión

=(8,4 g )(79,7 calg )

273 K=2,45 cal

K

∆ S3=mc p (L )∈( TT fusión )=(8,4 g )(1,0 calg .K )∈(305273 )=0,9 calK

∆ S=∆ S1+∆ S2+∆S3=−0,46 calK

+2,45 calK

+0,9 calK

=2,89 calK