Grado en Ing. en Tecnologías Industriales Termodinámica I Grado en Ing. en Tecnologías Industriales Termodinámica I

Profesor Profesor
JC Ríos Rosas: C/ Ríos Rosas 47 local 2A. Tfno. 91 006 04 79. JC Ríos Rosas: C/ Ríos Rosas 47 local 2A. Tfno. 91 006 04 79.
Oscar Sanz Oscar Sanz
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1.- Aplicaciones del Primer Principio (gas ideal). 2.- Aplicaciones del Segundo Principio. Máquinas termodinámicas.

CU.6.- (Ex. 01 – 2020)
CU.1.- (Ex. 06 – 2001, PEC 1) Un cilindro de sección ???? ???????? con un émbolo que puede deslizar sin rozamiento, ambos adiabáticos,
Cierto fluido tiene un coeficiente de dilatación isóbaro de 0,004 K-1, y un coeficiente de com- contiene ???? ???????? de un gas ideal de ???????? = ???????? ????/(???????????? ????) a ???????? = ???????????? ???? y ???????? = ???????? = ???? ????????????. Desde una
presibilidad isotermo de 0,8 bar-1, ambos constantes en el intervalo de interés. Se enfría un depósito
altura de 10 m medidos desde el fondo del cilindro, cae una masa ???? = ???????????? ????????, de calor específico
rígido totalmente lleno de dicho fluido, y se observa que la presión baja de 2 bar a 178 kPa. Hallar la
????????,???? = ????????, ???????? ????/(???????? ????). Una vez restablecido el equilibrio, la masa, inicialmente a ???????? , ha incrementa-
variación de temperatura del fluido en K.
do su temperatura 2 K. Las capacidades caloríficas del resto de sólidos son despreciables. Calcular la
temperatura final del gas en el cilindro y el incremento de entropía del conjunto.

CU.2.- (Ex. 01 – 2017)
CU.7.- (Ex. 06 – 2012)
Un gas ideal de ???? = ????, ???? se expansiona reversible y politrópicamente desde ???? ???????? , 4 bar y 350
Se tiene un cilindro horizontal adiabático provisto de un émbolo también adiabático de masa
K hasta ???????? ???????? y 1 bar. Hallar el coeficiente politrópico y la variación de energía interna del gas en el
despreciable y sección A = 0,5 m2 y que puede deslizar sin rozamiento. Sobre el exterior del émbolo
proceso.
actúa únicamente y en todo momento la presión ambiente p0 = 1 bar. El interior del émbolo está unido
al fondo del cilindro mediante un muelle de constante elástica k = 46 kN/m cuya longitud cuando no
actúa ninguna fuerza sobre él es x0 = 0,2 m. En el interior del cilindro hay un gas ideal con cv =????????/???? a
una temperatura inicial T1 = 300 K y que ocupa un volumen inicial V1 = 0,1 m3. Mediante un sistema
CU.3.- (Ex. 09 – 2002, PEC 1)
de calefacción interno se suministra calor al sistema de forma que éste se expande muy lentamente
Un gas ideal de ???? = ????, ????, inicialmente a 20 bar y 650 K, realiza una expansión politrópica con hasta duplicar su volumen. Se pide calcular la presión inicial y la final, la temperatura final, la variación
exponente k = 1,5, en un dispositivo cilindro – émbolo, con un rozamiento constante equivalente a una de entropía del gas y el calor intercambiado por el sistema cilindro + gas + émbolo + muelle.
presión de 20 kPa, hasta llegar a una presión final de 200 kPa. Hallar el trabajo y el calor específicos
intercambiados por el sistema con su entorno. Despreciar la capacidad calorífica de los elementos só-
lidos. CU.8.- (Ex. 02 – 2010)
Un cilindro rígido adiabático está separado en dos cámaras A y B por un émbolo adiabático que
puede deslizar sin rozamiento. En la cámara A hay un gas ideal de cp,A = 30 J/(mol K), ocupando ini-
cialmente un volumen VA1 = 0,03 m3 a 100 ºC y 2 bar. En la cámara B hay otro gas ideal de cp,B = 40
CU.4.- (Ex. 02 – 2003, PEC 1) J/(mol K), ocupando inicialmente un volumen VB1 = 0,05 m3 a 0 ºC.
Un sistema está formado por un cilindro diatérmano dotado de un émbolo, con un rozamiento Desde el estado inicial de equilibrio, se aplica lentamente un trabajo a la cámara A, mediante
constante equivalente a una presión de 0,1 bar, y que contiene 10 mol de un gas ideal a 10 bar y 300 un agitador, hasta llegar a VA2 = 0,04 m3. Calcular el trabajo intercambiado por la cámara B, el trabajo
K. El ambiente exterior está a 300 K y 1 bar. Se realiza una expansión cuasi – estática hasta una pre- aplicado por medio del agitador y la variación de entropía del conjunto.
sión final del gas de 230 kPa. Calcular el trabajo realizado y el calor recibido por el gas. Despreciar la
capacidad calorífica de los elementos sólidos.
CU.9.- (Ex. 07 – 2014)
El cilindro de la figura es adiabático y está dividido en tres cámaras por sendos émbolos adia-
báticos. En la cámara A hay nA = 5 mol de un gas ideal con cv = 25 J/(mol K) a temperatura inicial TA1
CU.5.- (Ex. 09 – 2004, PEC 1) = 300 K y en la cámara C, hay nC = 15 mol del mismo gas a TC1 = 375 K. En la cámara B se ha hecho el
Se dispone de dos tanques rígidos y adiabáticos en cuyo interior hay el mismo gas ideal de ca- vacío y entre los dos émbolos que la limitan existe un muelle de constante elástica k = 20 kN/m. La
lor específico isóbaro cp = 29 J/(mol K), conectados por una válvula adiabática de volumen interior cámara C está provista de otro émbolo, también adiabático y sobre el que actúa una fuerza externa fe ,
despreciable. En uno de los tanques hay 10 mol de gas a 353 K y 1 bar, y en el otro, 3 mol a 323 K y 2 tal que la presión en C tiene valor p1 = 1 bar. Todos los émbolos deslizan sin rozamiento y su superfi-
bar. Se abre la válvula, alcanzándose un nuevo estado de equilibrio. Se pide calcular: cie es A = 0,1 m2. Se hace variar muy lentamente la fuerza fe hasta que la presión en C alcanza p2 = 2,5
bar. Calcúlese la diferencia entre la longitud inicial y la final del muelle, la temperatura final en las
1. Temperatura del gas en el estado de equilibrio final. cámaras A y C, y el trabajo desarrollado por dicha fuerza externa.
2. Cantidad de sustancia de cada gas en cada tanque en el estado de equilibrio final.
3. Presión final del gas en el estado de equili...