Tarea. Calor y trabajo.

1. Se calienta lentamente un gas no ideal y se expande reversiblemente a la presión constante de 275 torr desde un volumen de 385 ml hasta 875 ml. Calcule w en J.

2. Considere un cambio de estado para el cual P2 = P1 y V2 > V1. Para este cambio de estado, use un diagrama P-V y: a) represente un proceso con wrev < 0; b) represente un proceso con wrev > 0. Recuerde que ni P ni V pueden ser negativos.

3. Un mol de vapor de agua inicialmente a 200 °C y 1 bar experimenta un proceso cíclico para el cual w = 145 J. Calcule Q para este proceso.

4. A veces nos encontramos con la notación ΔQ y Δw para el calor transferido al sistema y para el trabajo ejercido durante el proceso. Explique por qué esta notación es incorrecta.

5. Una caloría alimenticia = 1000 cal = 1 kcal. Un adulto típico ingiere 2200 kcal/día. Muestre que un adulto consume energía aproximadamente a la misma velocidad que una bombilla de 100 W.

6. Los calores específicos pueden medirse en un calorímetro de gota: un goteo de la muestra calentada cae dentro del calorímetro y se mide la temperatura final. Cuando 45 g de cierto metal a 70 °C se añaden a 24 g de agua a 10 °C en un recipiente aislado, la temperatura final es de 20 °C. a) Calcule el calor específico del metal. b) ¿Cuánto calor ha fluido del metal al agua? Nota: en a), estamos obteniendo el valor medio de Cp sobre el intervalo de temperatura del experimento. Para determinar Cp en función de T, se repite el experimento muchas veces, usando distintas temperaturas iniciales del metal.

7. Imagine un sistema aislado dividido en dos partes, 1 y 2, por una pared térmicamente conductora, rígida e impermeable, y suponga que el calor Q1 es transferido a la parte 1. Use la primera ley de la termodinámica para demostrar que el flujo de calor para la parte 2 debe ser Q2 = - Q1.