Tema: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA Profesor: Walter Pérez Terrel

1. En relación a la energía interna de los cuerpos, identifique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I. Un iceberg puede tener mayor energía interna que un lingote metálico.II. Un trozo carbón al rojo vivo siempre tiene más energía interna que el agua de una cisterna en contacto con el medio ambiente.III. En un gas la s energías cinéticas y potenciales de sus moléculas son aproximadamente iguales.A) VVF B) FVV C) VVF D) VFV E) VFF

2. En relación a la energía interna de los cuerpos, identifique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I. La energía interna es la suma de las energía de todos los átomos y(o moléculas del cuerpo.II. En un gas ideal monoatómico la energía cinética de traslación se considera como la única energía interna del gas.III. La energía interna de gas ideal esta en función de su temperatura absoluta.A) VVV B) VVF C) VFF D) FFF E) FVF

3. En relación a la energía interna de los cuerpos, identifique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I. La energía interna depende del estado termodinámico del sistema.II. La energía interna depende solamente del estado termodinámico del gas.III. En un gas monoatómico ideal se considera que la energía interna es la energía cinética de traslación.A) VVV B) VVF C) VFF D) FFF E) FVF

4. Un gas ideal absorbe 1 kcal y realiza 418 J de trabajo. Determine el cambio en la energía interna (en kcal)A) 0,8 B) 0,9 C) 1,0 D) 1,1 E) 1,2

5. Imagine dos recipientes I y II de igual volumen (V = 1 m3), herméticamente cerrados. El recipiente I contiene Argón y el recipiente II contiene Oxígeno, ambos a la misma presión (P = 200 Pa). Si la temperatura de ambos aumenta en 50 °C, ¿cuál es la relación entre las respectivas cantidades de calor recibido por los gases?A) Q1 = Q2 B) 3Q1 =5 Q2 C) 5Q1 = 3Q2

D) 5Q1 = 7Q2 E) 7Q1 = 5Q2

6. En un cilindro con émbolo móvil se encuentran 2 moles de aire. Calcular la temperatura (en °C) inicial del gas, si al entregarle un a cantidad de calor de 26,37 kJ, su volumen se

hace 2,5 veces mayor y el proceso es isobárico. 21.AIRE

JCv

mol K=

A) 27 B) 57 C) 127 D) 7 E) 300

7. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I. Si R es la constante universal de los gases, el calor específico molar a presión constante CP es igual 5

2 R para los gases monoatómicos.

1

II. El calor necesario para elevar la temperatura de “n” moles de un gas T1 a T2 depende de los parámetros termodinámicos que se varíen entre los estados iniciales y finales.III. El cambio d energía interna de 6 moles de un gas ideal diatómico, cuando su temperatura se incrementa en 3 K es 320 J.A) VVV B) FVF C) FFV D) VVF E) FFF

8. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I. El calor específico molar resulta de multiplicar en calor específico (.

cal

g C° ) por la masa

molecular en gramos de una sustancia.II. CV es el calor específico molar a volumen variable y CP es el calor específico a presión variable.III. En le caso de sólidos y líquidos calentados a presión constante se efectúa muy poco trabajo puesto que la expansión térmica es pequeña, en consecuencia CP y CV son aproximadamente iguales.A) VFV B) FFV C) VFF D) FFF E) VVF

9. Si la capacidad calorífica C, de un gas monoatómico mediad a volumen constante es

24,93J

K, señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I. La cantidad de sustancia del gas es 2 moles.

II. La capacidad calorífica a presión constante es 30,55J

K.

III. La energía interna del gas a 350 K es aproximadamente 4,7 kJ.A) FFF B) VVV C) VVF D) VFF E) FFV

10. El cambio en la energía interna de 3 moles de un gas ideal monoatómico es aproximadamente 74,8 J. Determine la cantidad de calor (en J) transferido al gas si el proceso es a presión constante.A) 103,67 B) 124,67 C) 210,76 D) 130,67 E) 90,73

11. Respecto al calor específico molar CP y CV, indique la veracidad (V) y falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I. CP es el calor necesario para variar la temperatura de 1 mol de gas en 1 °C a presión constante.II. CV es el calor necesario para variar la temperatura de 1 mol de gas en 1 °C a volumen constante.III. Esta relación se cumple CP >CV siempre.A) FVF B) FFF C) VFV D) VVF E)VVV

12. A una masa de gas ideal se le entrega una cantidad de calor Q1 y el gas se expande a presión constante hasta que su volumen aumente en 50 % y su temperatura en 100 %. En seguida manteniendo el volumen del gas constante se le entrega otra cantidad de calor 1,8 Q1 hasta que su temperatura se triplique respecto a la temperatura en el estado inicial.

Luego V

P

C

C es igual a:

2

A) 1,8 B) 2,4 C) 3,6 D) 0,9 E) 0,45

13. Indique la veracidad (V) y falsedad (F) de las siguientes proposiciones, respecto al calor específico molar CP y CV:I. Para un gas ideal se cumple P VC C R− =II. CP y CV son aproximadamente iguales para sólidos y líquidos.

III. Para un gas diatómico se cumple que: 5

3V

P

C

C=

A) VVV B) VVF C) VFF D) VFV E) FFF

14. ¿Cuánto de calor (en kJ) se necesita para aumentar la temperatura de 10 moles de un gas ideal diatómico en 30 K cerca de la temperatura del ambiente si se mantiene constante su volumen?A) 8,34 B) 6,23 C) 4,56 D) 3,23 E) 1,56

15. Un mol de un gas ideal herméticamente encerrado en un recipiente se encuentra a 27 °C, ¿qué cantidad de calor (en kJ) necesita recibir el gas para duplicar su presión inicial? La

capacidad calorífica molar es 20.V

JC

mol K=

A) 2 B) 3 C) 4 D) 6 E) 12

16. Un sistema termodinámico puede acumular en su interior:I. Cantidad de calor II. Trabajo III. Energía cinética IV. Temperatura V. Energía potencialA) Sólo I B) Sólo II C) III y V D) I y IV E) Sólo III

17. Tres litros de un gas monoatómico ideal se expande mediante un pistón hasta cinco litros, cuánto de calor (en cal) ha recibido, si la presión sobre el pistón es en todo instante la atmosférica.A) 120 B) 2100 C) 2120 D) 240 E) 820

18. Un gas monoatómico ideal se encuentra en un recipiente de 2 m3, a la temperatura de 400 K y a la presión de 4 kPa, se expande isobáricamente hasta un volumen de 5 m3. Determine la cantidad de calor entregado al gas en (kJ) durante el proceso.A) 15 B) 30 C) 18 D) 25 E) 35

19. Determine el cambio de energía interna (en J) de una sustancia de trabajo, sabiendo que realiza un trabajo de 450 J, cuando se le entrega 500 cal por ciclo.(1 cal = 4,2 J)A) 1640 B) 1440 C) 1840 D) 2840 E) 2640

20. Respecto a la primera ley de la Termodinámica señale la respuesta correcta:I. La primera ley de la termodinámica es una aplicación del principio de conservación de la mecánica.II. La primera ley de la termodinámica se aplican a sistemas que pueden contener como sustancia solamente gas ideal.III. La primera ley de la termodinámica enuncia que la interacción entre un sistema con su medio exterior es en base a cantidad de calor Q y trabajo W.

3

A) FFV B) VFF C) FFF D) VVV E) VFV

21. Respecto a la primera ley de la Termodinámica señale la respuesta correcta:I. No es aplicable a un a sustancia cuando cambia de faseII. Esta ley no toma encuenta la interacción del medio ambiente con el sistema termodinámico.III. No puede aplicarse a procesos irreversibles por que no puede calcularse el trabajo sobre ( o por ) el sistema.Son proposiciones correctas:A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) II y III E) Ninguna

22. A partir del estado de equilibrio un gas absorbe Q calorías de energía térmica y s expande

realizando un trabajo 2

QW = , después se realiza un trabajo sobre el gas cuya magnitud es

2Q y el gas cede 4

Q de energía térmica al medio que lo rodea. Halle la variación en la

energía interna (en términos de 4

Q) en todo el proceso.

A) 9 B) 10 C) 11 D) 12 E) 13

23.

4