Universidad de Valladolid
Departamento de Física de la Materia Condensada
Cristalografía y Mineralogía

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Grado de dificultad: Alta Media Baja Problemas encontrados: 5
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1.- En un recinto a temperatura ambiente de 25 oC se sitúa 1 kg de hielo a -10 oC. El hielo se derrite y alcanza un estado de equilibrio térmico con la atmósfera. Calcular el aumento de entropía del Universo, sabiendo que el calor específico del hielo a presión constante es cp=2.093 kJ/kgoC, que su calor de fusión es L=333.3 kJ/kg y el calor específico del agua c=4.187 kJ/kgoC.
2.- Un recipiente cilíndrico cerrado, de paredes impermeables al calor, está dividido en dos partes iguales por un émbolo sin rozamiento, también impermeable al calor. En cada compartimento hay un gas ideal, biatómico e inicialmente ambos están a T=27 oC y P=71 cm de Hg. El volumen total del cilindro es V=10 l. El compartimento de la izquierda lleva un sistema de calefacción que permite calentar el gas que hay en él. Se acciona este sistema y se triplica así la presión P1=3P. Calcular: a) las temperaturas y volúmenes finales de los dos compartimentos; b) la cantidad de calor absorbida por el gas de la izquierda; c) el incremento de entropía del conjunto. Tómese 1 atm=101324.72 N/m2.
3.- Un mol de un gas perfecto se expansiona isotérmicamente a 27 oC desde un volumen inicial de 2 l hasta uno final de 8 l. Calcular la variación de energía interna, de entalpía y de entropía. R=2 cal/molK.
4.- Dos gases diferentes, supuestos perfectos, ocupan recipientes distintos y están a la misma presión y temperatura. Suponiendo constante la temperatura, calcular la variación de entropía del sistema cuando se ponen en comunicación ambos recipientes. Datos: n1=1 mol; n2=3 moles; R=2 cal/molK.
5.- Tomemos un mol de gas diatómico que sigue el ciclo de la figura en el sentido 1 ® 2 ® 3 ® 1. Calcular: a) T1, T2 y T3; b) DU, DS, DQ y DW en cada rama; c) el rendimiento del ciclo. Constante de los gases perfectos: R=2 cal/molK. Tómese 1 atm=101324.72 N/m2.