taller termodinamica 10° iv p

1

COLEGIO DE LA SAGRADA FAMILIA

AREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL

TALLER DE FISICA GRADO 100

TERMODINÁMICA

Responde las preguntas 1 y 2 de acuerdo a la siguiente información

Se tienen masas iguales de aluminio y plomo que se calientan a la misma

temperatura. Luego se colocan sobres bloques iguales de hielo. El calor específico

del aluminio es mayor que el del plomo.

1. Del análisis de la situación se puede asegurar que

A) Aluminio y plomo derriten cantidades iguales de hielo ya que transfieren

una cantidad igual de calor

B) El aluminio derrite mas hielo, ya que transfiere a este más calor

C) El plomo derrite más hielo, ya que su calor específico es menor

D) El aluminio derrite más hielo, porque sufre una variación mayor de

temperatura

2. La grafica de barra que mejor representa el calor cedido por el aluminio

(QAl) y el plomo (QPb) es

A) B) C)

D)

3. Si se suministran 204 calorías a 100 g de agua a 120 °C y a la presión

normal, la temperatura del agua será:

A) 122,04 °C

B) 102,4 °C

C) 104,8 °C

D) 96,84 °C

QAl QPb QAl QPb QAl QPb

QAl QPb

2


Se realiza una experiencia de laboratorio con tres recipientes que contienen

inicialmente volúmenes de agua en proporción 1:1:2

El agua del segundo se traspasa al tercero, luego una tercera parte del tercer

recipiente se lleva al primero y por último la mitad del primero se vierte en el

segundo.

4. Las temperaturas finales serán

A) 50 °C 50 °C 50 °C

B) 45 °C 45 °C 45 °C

C) 45 °C 55 °C 45 °C

D) 55 °C 50 °C 45 °C

5. La grafica de barra que muestra el resultado de la experiencia es

A) C)

B) D)

T0C

55

50

45

50°C

70°C

40°C

55

50

45

T0C

t t

T0C

55

50

45

t

55

50

45

t

T0C

3

6. Se introdujo una cuchara metálica a una temperatura Tc en una sopa

“caliente” que se encontraba a una temperatura superior Ts (Ts > Tc). La

sopa estaba aislada del medio ambiente: después de un tiempo, el sistema

alcanza una temperatura de equilibrio Te y se realizan las siguientes

afirmaciones:

I. Te > Ts

II. Te < Tc

III. Te > Tc

IV. Te < Ts

De las anteriores afirmaciones, son correctas:

A. II y IV

B. III y IV

C. I y II

D. I y III

7. Los cuerpos experimentan dilataciones en su longitud con el aumento de

temperatura. La expresión que relaciona la longitud final (Lf) es

Lf =Lo (1 + ∞ ( Tf –To))

Donde Lo es la longitud del cuerpo; ∞, es el coeficiente de expansión lineal

que depende del material del cuerpo; Tf, la temperatura final y To, la

temperatura inicial del cuerpo.

Un material A tiene un coeficiente de expansión lineal que es dos veces el

coeficiente de expansión de un material B. si ambos tiene la misma longitud

inicial y son sometidos a los mismos cambios de temperatura es correcto

afirmar:

A. El cambio en la longitud de los materiales es el mismo, porque sus cambios

de temperatura son los mismos.

B. El cambio en la longitud de los materiales es el mismo, porque sus

longitudes son las mismas.

C. El cambio en la longitud del material A será mayor a la del material B,

porque su coeficiente de expansión es mayor.

D. El cambio en la longitud del material A será menor a la del material B,

porque su coeficiente de expansión es mayor.

4

8. La conductividad térmica es la rapidez con que fluye el calor a través de una

superficie de contacto entre dos regiones con cierta diferencia de

temperaturas.

Cuando se pisa con los pies descalzos la alfombra y el piso de mármol que

están en una misma habitación, da la sensación de que el mármol está frío

que la alfombra. Esta sensación se debe principalmente a que:

A. La conductividad térmica de la alfombra es menor que la del mármol.

B. El calor específico de la alfombra es menor que la del mármol.

C. El calor específico de la alfombra es mayor que la del mármol.

D. La temperatura de la alfombra es menor que la del mármol.

9. Para convertir en vapor a 100 °C, 10 g de agua que están a 20 °C hay que

suministrar:

A) 6190 cal

B) 840 cal

C) 800 cal

D) 1000 cal

10. Una varilla de cobre de 1 m de longitud se calienta incrementando su

temperatura en 10 °C. La variación de su longitud será:

A) 0,16 m

B) 1,6 × 10–4 m

C) 1,6 m

D) 1,10 m

11. El calor específico del material de un cuerpo que tiene 200 g de masa que

aumenta su temperatura en 20 °C cuando se le suministran 1.000 calorías

es:

A) 200 cal/g°C

B) 0,25 cal/g°C

C) 20 cal/g°C

D) 1 cal/g°C

5

12. La eficiencia de una máquina térmica que absorbe de la fuente caliente 400

cal y cede a la fuente más fría 100 cal es:

A) 75%

B) 66%

C) 33%

D) 25%

13. Un depósito contiene 100 g de agua a 20 °C. Se vierten en su interior 200 g

de agua a 80 °C. Suponiendo que todo el calor perdido por el agua caliente

haya sido absorbido por el agua fría, la temperatura de la mezcla será:

A. 60 °C

B. 30 °C

C. 55 °C

D. 45 °C

14. La siguiente grafica muestra la relación que existe entre la medida de la

temperatura en grados Fahrenheit y Celsius.

15. Los siguientes termómetros muestran la relación entre las escalas Kelvin,

Celsius y Fahrenheit

A) -273 y -32

B) -273 y 32

C) 273 y 32

D) 32 y 273

0F

0C

176

104

32

-40

-80 -40 0 40 80

La temperatura a la cual las

dos escalas coinciden es

A) 0F = -40

B) 0F = 32

C) 0F = 0

D) 0F = 40

Kelvin Celsius Fahrenheit

00 A

B

6

16. Se hace un agujero en una lámina de hierro con una puntilla del mismo

material. La puntilla se desliza justamente por el orificio. Ambos objetos,

lámina y puntilla, se calientan hasta la misma temperatura. Después de

calentarlos se puede esperar que la puntilla

A) No entre en el agujero porque se dilató, mientras que el agujero se cierra

un poco.

B) Entre justamente en el agujero, ya que ambos objetos se dilataron en la

misma proporción

C) Entre más fácilmente en el agujero ya que el diámetro de éste se amplió

más que el diámetro de la puntilla

D) Entre más fácilmente en el agujero, porque su diámetro no aumentó,

pero el del agujero sí

17. Se tiene agua fría a 100C y agua caliente a 500C y se desea tener agua a 300C,

la proporción de agua fría y agua caliente que se debe mezclar es

A) 1:1

B) 1:2

C) 1:4

D) 1:5

18. En los laboratorios que investigan sobre virus peligrosos debe asegurarse

que estén a presión menor que la presión atmosférica. Este hecho se debe

a que

A) Las corrientes de aire fluyen de un lugar de menor presión hacia uno

de mayor presión

B) Las corrientes de aire fluyen de un lugar de mayor presión hacia uno

de menor presión

C) Los virus sobreviven a bajas presiones

D) Los virus no se mueven a bajas presiones

19. Se tiene un recipiente de aluminio de masa m1 que contiene una masa m2

de agua, en equilibrio térmico T1. Luego se introduce un bloque de hierro

de masa m3 a temperatura T3, tal que T3 > T1. Los calores absorbidos o

cedidos por el recipiente, el agua y el bloque son respectivamente Q1, Q2 y

Q3. De la anterior información es correcto afirmar

C) (Q1 + Q2 )abs = (Q3)ced

D) (Q1 + Q2 )ced = (Q3)abs

A) (Q2 )abs > (Q3 + Q1)ced

B) (Q2 )abs = (Q3 + Q1)ced

7

20. Se tiene una barra metálica de longitud Lo a temperatura To inicialmente. La barra se dilata o encoge debido a cambios de temperatura, obedeciendo la ley ΔL = ∞ LoΔT donde ΔL y ΔT son los cambios de longitud y temperatura respectivamente, y a es una constante de dilatación para cada material. L0 , T0

La banda se somete a cambios de temperatura. Se obtiene la siguiente gráfica de ΔL en función del tiempo

La diferencia de temperaturas entre t = 0 min y t = 8 min es

A) 2/30∞

B) 1/20∞

C) 1/60∞

D) 1/30∞

21. En una noche cálida de verano, sin viento, con la temperatura ambiente

de 380C, Clara tiene que permanece mucho tiempo en la cocina de su

casa. Para no sentir calor, decidió tomar agua y dejar abierta la puerta

del refrigerador, con el propósito de enfriar la cocina. En el interior del

refrigerador la temperatura era de 00C. Analice la situación que permite

decir que el objetivo de clara.

t (min)

L0/20

L0/20

L0/20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ΔL

8

A) Será alcanzado, pues el refrigerador hace el mismo papel de un

acondicionador de aire, disminuyendo la temperatura

B) No será alcanzado, pues el refrigerador va a transferir calor de la

cocina para la propia cocina y eso no constituye un proceso de

enfriamiento

C) Será alcanzado, pues alcanzado el equilibrio térmico, la cocina tendrá

su temperatura reducida

D) No será alcanzado, pues con la puerta del refrigerador abierta, tanto la

cocina como el propio refrigerador tendrán sus temperaturas elevadas

al recibir calor de Clara

Responde las preguntas 22, 23 y 24 de

acuerdo a la siguiente información

En el interior de cada pistón del motor de un

carro, la gasolina mezclada con aire hace

explosión cuando salta la chispa eléctrica en

la bujía. La explosión produce gases en

expansión que mueven el pistón.

22. La secuencia que mejor describe las

transformaciones de energía en el

pistón, es (la flecha) significa, se

transforma en)

A) Energía eléctrica de la bujía

e energía mecánica de expansión de los gases energía mecánica

de los pistones

B) Energía química de la mezcla combustible - aire energía mecánica

de expansión de los gases energía mecánica de los pistones

C) Energía eléctrica de la bujía energía química de la mezcla de los

gases calor energía mecánica del pistón

D) Energía química de la mezcla energía eléctrica de la bujía

energía mecánica del pistón

9

23. Después de que ha saltado la chispa dentro del pistón, los gases se

expanden y hacen retroceder el pistón, suponiendo que la temperatura es

constante en el proceso de expansión. De los siguientes diagramas

Presión-Volumen (P-V) quien mejor representa la expansión de los gases

dentro del pistón, es

A) B)

C) D)

24. De los siguientes diagramas Temperatura- Volumen (T-V) quien mejor

representa la expansión en la preguntan anterior, es

A) B)

C) D)

25. Para controlar la temperatura de una persona enferma, se deja el

termómetro en contacto con su cuerpo por algún tiempo. Este

procedimiento es necesario para que

A) La temperatura de la persona, pase para el termómetro

B) El termómetro, entre en equilibrio térmico con la persona

C) El calor asimilado por el termómetro aumente.

D) La presión sobre el mercurio del termómetro disminuya

P

V

P

V

P

V

P

V

T

V

T

V

T

V

T

V

10

26. De las siguientes temperaturas de 1 litro de agua a presión de 1 bar, la

menor es

A) 273 K

B) 32 0F

C) -5 0C

D) 250 K


El calor específico de una sustancia está definido por la expresión Ç = Q / mΔT.

En donde Q es el calor que es necesario suministrar a la unidad de masa de esa

sustancia para que temperatura aumente en una unidad. Se tiene un calorímetro

(recipiente construido para aislar térmicamente su contenido del anterior) de

masa despreciable, con una masa igual M a temperatura T.

27. Se introduce un cuerpo de masa m a temperatura T0. Si T0 > T, la

temperatura Tf , a la cual llegará el sistema al alcanzar el equilibrio

térmico, es

A) To

B) T

C) Menor que T

D) Menor que To pero mayor que T

28. Si Tf es la temperatura final del conjunto y Ç1 es el calor específico del

agua Ç2 el del cuerpo de masa m, el calor ganado por la masa de agua M

es

A) M Ç2( Tf - T0 )

B) m Ç2( Tf - T0 )

C) M Ç1( Tf - T )

D) m Ç1( Tf - T )

T

Tf

11

Conteste las preguntas 29 y 30 de acuerdo con la siguiente información Se han calientan dos masas iguales (100 gr) de agua y alcohol, con el mismo mechero. Se produce entonces un aumento de temperatura tal como se indica en la tabla.

t(min) 0 1 2 3 4 5

Tagua0C 20 25 30 35 40 45

Talcohol0C 20 27,6 35,2 42,8 50,4 58

29. La cantidad de calor que desprende el mechero cada minuto será:

A) 200 cal

B) 500 cal

C) 1000 cal

D) 80 cal

30. La grafica de temperatura contra tiempo será:

A) C)

B) D)

t

t

T

t

T

t

T

v

v

T

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

60

50

40

30

20

60

50

40

30

20

60

50

40

30

20

Agua

Alcohol

60

50

40

30

20

Agua

Agua

Agua

Alcohol

Alcohol Alcohol

12

Responde las preguntas 31, 32 y 33 de acuerdo a la siguiente información

En los procesos termodinámicos es difícil ver la línea que separa la parte física y

química del proceso de disolución. La parte física es la suspensión del azúcar en el

disolvente (agua). El azúcar queda disuelto en el seno del líquido, distribuida

homogéneamente.

La parte química es el “proceso” para que el azúcar se disuelva en el agua

(disolución). En este caso es a través de fuerzas electrostáticas y de otro tipo,

resumiendo…el agua rodea a la molécula de azúcar y de esta forma la disuelve. El

agua es el disolvente mas utilizado.

31. Al disolver agua con azúcar, una de las propiedades termodinámicas que

representa es que hierve a una temperatura

A) Mayor y se congela a una temperatura menor

B) Menor y se congela a una temperatura menor

C) Mayor y se congela a una temperatura mayor

D) Menor y se congela a una temperatura mayor

32. El punto de ebullición de un líquido se define como la temperatura para

la cual la presión de vapor es igual a la presión exterior (generalmente 1

atm). Consideremos el caso en el cual se disuelve una sustancia no volátil

(como azúcar) en un liquido volátil (como agua). La grafica nos puede

mostrar que la presión de vapor del agua

A) Aumenta a medida que se disuelve azúcar, por lo que cabe esperar un

cambio en el punto de ebullición

B) Permanece constante a medida que se disuelve azúcar, por lo que cabe

esperar un cambio en el punto de ebullición

C) Disminuye a medida que se disuelve azúcar, por lo que cabe esperar un

cambio en el punto de ebullición

D) Disminuye a medida que se disuelve azúcar, por lo que cabe esperar que

el punto de ebullición permanezca constante

T o T

T

Atm

Solvento puro Solución

13

33. En un termo hay x gramos de agua a temperatura de To. Al termo son

adicionados y gramos de azúcar a temperatura de T1, con T1 > To. La

temperatura final del agua con azúcar es de

A) Tf > To

B) Tf = T1

C) To <Tf < T1

D) Tf < To

34. Una placa circular con un orificio en el centro, como muestra la figura, se

calienta. El esquema que mejor representa la placa a una temperatura

mayor es

A) B) C) D)


El grafico muestra el diagrama de fases del CO2, siendo B el punto triple para el

CO2, donde coexisten las fases sólida, líquida y gaseosa.

35. Para lograr una sublimación del CO2, inicialmente en el punto A, es

correcto afirmar que se puede

A) Mantener constante la presión y aumentar a temperatura

B) Disminuir la presión hasta 5,2 atm

C) Disminuir la presión por debajo de 5,2 atm y aumentar la temperatura

por encima de -570C

D) Disminuir la temperatura ya aumentar la presión

Placa

P(atm)

-57 20 31

73

56

T(0C)

A D

C

B

5,2

14

36. En los puntos A, C y D el CO2 está respectivamente en las fases

A) Vapor – Líquido – Sólido

B) Sólido – Vapor – Líquido

C) Líquido – Vapor – Sólido

D) Sólido – Líquido – Vapor


Un recipiente hermético contiene un gas ideal en su interior. El gas se encuentra

inicialmente a presión P1, volumen V1 y temperatura T1. La tapa del recipiente

puede moverse o puede mantenerse fija.

Sobre el gas se realizan dos ciclos. Para el primer ciclo se muestran los diagramas

PT y PV. Para el segundo ciclo muestra solamente el diagrama PT. Los distintos

procesos involucrados en cada ciclo están rotulados con números romanos.

PV = NRT Gas Tapa

P2

P1

T1 T2

T III

P

II I

P

V

V1 V2

P2

P1

III

II

I

Ciclo 1

Ciclo 2 P

P2

P1

T

VII

IV

V

VI

T1 T2

P1 = 100Pa

P2 = 100Pa

T1 = 300K

T2 = 400K

V1 = 0,5m3

V2 = 0,75m3

?

15

37. El diagrama PV de ciclo 2 es

A. B.

C. D.

38. Durante el proceso III del ciclo 1, la densidad del gas aumenta. Esto lo

explica hecho de que

A. El volumen disminuye.

B. El número de partículas disminuye.

C. La presión se mantiene constante.

D. La temperatura disminuye.

39. En un recipiente hermético se tiene un gas ideal cuyas moléculas se mueven

con rápidez promedio v. si el volumen del recipiente se reduce a la cuarta

parte mientras la presión se mantiene constante.

P

V

V1 V2

P2

P1

V

IV VI

VII P

P2

P1

V1 V2

VI

V

VII

IV

V

P

V

V1 V2

P2

P1

VII

IV IV

V P

P2

P1

V1 V2

IV

VII

V

IV

V

PV = NRT P

T

E = 1/2mv2 = 3/2kT

k = constante de Boltzman

16

Se puede concluir que la velocidad promedio de las moléculas del gas después

de la comprensión es:

A. v

B. v/2

C. v/4

D. 4v

40. Al fundir el hielo, en realidad:

A. Los alrededores tienden a calentarse.

B. Los alrededores tienden a enfriarse.

C. No tiene efecto sobre la temperatura de los alrededores.

D. Se funde primero la parte interna.

41. La figura representa la temperatura T en función del calor Q por 10 gramos

de un líquido inicialmente a 0 °C. La temperatura de ebullición del líquido y

el calor de vaporización respectivamente son:

A. 80 y 2000

B. 100 y 2000

C. 120 y 80

D. 200 y 80

42. ¿Cuál es el proceso para licuar un gas?

A. Compresión isoterma y expansión adiabática

B. Compresión adiabática y expansión isoterma.

C. Compresión isoterma y compresión adiabática.

D. Compresión isócora y compresión isoterma.

Q (cal)

120

80

T (0C)

1000 2000 3000 4000

17

43. La gráfica mostrada, indica la variación de la energía interna de 1 mol de

gas helio en función de la temperatura cuando su volumen se mantiene

constante. Calcula el calor específico a volumen constante del helio en cal/g

°C.

A. 0,54 cal/g °C

B. 0,55 cal/g °C

C. 0,65 cal/g °C

D. 0,75 cal/g °C

44. Un. gas ideal se expande de forma que pV = K, donde K es una constante, el

trabajo efectuado cuando el volumen se expande de V1 a V2 es

A) W = KLn(V2/V1)

B) W = K(V2 – V1)

C) W = K(V1 – V2)

D) W = (1/K)(V2 – V1)

45. Una lámina A de masa m a 0 grados centígrados se une con otra lámina B de

masa 3m de 100 grados centígrados, se supone que la conducción del calor

se produce sin pérdida de energía al entorno. Si la temperatura final de las

láminas es de 25 grados centígrados, indique la relación de los calores

específicos.

A) CA = 2CB.

B) CA = 3CB.

C) CA = 9CB.

D) CA = 3/4 CB.

T (k)

900

600

300

U (cal)

100 200 300

18


El calor latente se presenta en los cambios de estado de una sustancia cualquiera,

para cada sustancia el calor de fusión y el de vaporización son diferentes.

De acuerdo con la gráfica

46. El calor de vaporización de la sustancia X, será:

A) Menor que el calor de fusión de la sustancia Y

B) Igual que el calor de condensación de la misma sustancia X

C) Igual al calor de sublimación de la sustancia Y

D) Menor que le calor de solidificación de la misma sustancia X

47. Con respecto a los puntos de fusión y ebullición podemos decir que:

A) El punto de fusión de la sustancia Y es mayor que el punto de fusión de la

sustancia X

B) El punto de ebullición de la sustancia Y es igual que el punto de ebullición

de la sustancia X

C) El punto de fusión de la sustancia Y es igual que el punto de fusión de la

sustancia X

D) El punto de fusión de la sustancia Y es igual que el punto de ebullición de la

sustancia X

T2

T1

To

-T

T0 C

x

y

19


La energía interna de un gas perfecto depende sólo de la temperatura.

48. Cuando el sistema vuelve a su estado inicial A, tenemos que la variación de

energía interna fue

A) Mayor que cero

B) Igual a cero

C) Igual al calor recibido

D) Menor que cero

49. Si el gas ideal es sometido a un proceso a temperatura constante tenemos

que Q = W porque

A) El sistema ha efectuado un ciclo

B) La energía interna no varía

C) El sistema está aislado térmicamente

D) No hay flujo de calor hacia el sistema

50. Si el gas ideal pasa de un estado 1 a un estado 2, estando aislado

térmicamente, tenemos que

A) ΔU = – W

B) ΔU = Q

C) W = -Q

D) W = Q

P

A

B

W

V

El trabajo realizado por un gas,

cuando pasa del estado A al estado

B, en una gráfica P – V, equivale al

área bajo la curva como se indica

en la figura.

La primera ley de la termodinámica

establece que la variación de la

energía interna de un sistema es

igual al calor que recibe o cede el

sistema menos el trabajo realizado

sobre o por el sistema ΔU = Q – W.

VA VB

20

51. La gráfica representa un ciclo termodinámico ABCD para un gas

determinado

Los puntos A, B, C, D las variables para cuatro estados distintos del gas y las

líneas discontinuas representan las isotermas para esos estados. De la

gráfica es incorrecto afirmar

A) TC > TB >TA

B) TB =TD

C) TC < TB <TA

D) PA > PD

52. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

A) La energía interna y el calor en un proceso termodinámico son variables de

estado.

B) En un proceso isócoro el calor cedido es igual al cambio en la energía

interna.

C) En un proceso adiabático no se cede calor al sistema.

D) Un proceso que se lleva a cabo de forma casi instantánea puede

considerarse adiabático.

53. Si calentamos dos cuerpos diferentes de igual masa y a la misma

temperatura con un mismo foco calorífico, ¿Cuál se calentará antes?

A) El de menor calor específico

B) Se calentaran a la vez

C) El de mayor calor especifico

D) Depende de la cantidad de calor del foco

54. La energía interna de un gas perfecto depende de su:

A) Volumen

B) Temperatura

C) Presión

D) Capacidad calorífica.

P

B

A

V

C

D

21


Una caja de longitud L consta de dos compartimentos separados por una pared

delgada móvil. La caja está sumergida en un baño de agua que mantiene en todo

momento la misma temperatura T en ambos compartimentos. En el

compartimento 1 hay 2n moles de un gas ideal y en el compartimento 2 hay n

moles del mismo gas. Cuando se sueltan los tornillos A y B que sostienen la pared

delgada AB en el centro. Esta se desliza sin fricción a lo largo de la caja.

A)

B)

C)

D)

E)

F)

G)

H)

I)

J)

K)

L)

M)

N)

O)

P)

Q)

55. La grafica que mejor representa la compresión del gas en el compartimento

2 es

A) B)

C) D)

L

A

O B Baño de agua

2n moles n moles

Compartimento 1 Compartimento 2

T

V

T

V

T

V

T

V

V2 V1

V2 V1

V2 V1

V2 V1

22

56. Después de soltar los tornillos, la condición para que la pared delgada

esté en equilibrio dentro de la caja es que

A) La temperatura de los comportamientos sea la misma, porque en ese

caso la energía interna por mol de gas es la misma en ambos

B) El volumen de gas en ambos compartimientos sea igual, porque las

condiciones de temperatura y presión no cambian

C) La presión del gas en ambos lados de la pared delgada sea la misma,

porque en ese caso la fuerza sobre la pared delgada será nula

D) La cantidad de gas sea la misma en ambos compartimientos, porque en

ese caso la masa del gas es la misma en cada lado

57. Al soltar los tornillos, la pared delgada se desplazará dentro de la caja.

Cuando la pared se encuentra en la posición de equilibrio estará a una

distancia del punto O igual a

A) 1/2 L

B) 2/3 L

C) 1/3 L

D) 5/6 L


Las gráficas nos muestran la expansión de un gas dentro de un recipiente, por

efectos de la energía calórica, pero en proceso de temperatura constante.

58. La observación gráfica, nos puede asegurar que

A) En el caso 1 la presión permanece constante de Pi a Pf y el gas se

expande luego a volumen constante

B) En el caso 2 el gas se expande primero de Vi a Vf a presión constante Pi

y después se reduce a Pf a volumen constante

P P P

Pi

Pf

Pi

Pf

Vi Vf

V V

Pi

Pf

V

Vi Vf

Vi Vf

1 2 3

23

C) En el caso 3 el gas se expande de Vi a Vf, manteniendo constante la

presión en los puntos Pi y Pf

D) En los tres procesos el volumen se expande de Vi a Vf y la presión varia

de Pi a Pf

59. Respecto al trabajo, realizado por el gas, podemos decir que

A) Este no depende de la trayectoria

B) En algunos casos depende de la trayectoria

C) En todos los casos depende de la trayectoria

D) En ningún caso existe trabajo

Responda las preguntas 60, 61 y 62 de acuerdo con la siguiente información.

La gráfica muestra la densidad de una sustancia sólida en función de la temperatura.

60. El volumen en cm3 de 5 kg de esta sustancia a la temperatura de 5ºC es

A) 0,625

B) 6,25

C) 62,5

D) 625

ρ (g/ cm3)

T ºC

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

8

7

6

5

4

24

61. El volumen de estos 5 kg cambia al variar su temperatura. Con base en la

gráfica se puede concluir que su volumen es

A) Mínimo cuando su temperatura es de-15ºC. B) Mínimo cuando su temperatura es de 5ºC. C) Máximo cuando su temperatura es de 5ºC. D) Mínimo cuando su temperatura es de +15ºC.

62. Si se toma un bloque de esta sustancia a temperatura T = 10ºC y se coloca

en una tina con agua a temperatura T = 20ºC es correcto afirmar que al cabo de cierto tiempo el

A) Peso del bloque ha aumentado. B) Peso del bloque ha disminuido. C) Volumen del bloque ha aumentado. D) Volumen del bloque ha disminuido.

63. En la siguiente gráfica se observa el comportamiento del volumen de 1 g de

agua cuando se le aplica calor a presión atmosférica. De acuerdo con la

información contenida en la gráfica la temperatura para la cual la densidad

del agua es máxima es

A) 8ºC

B) 16ºC

C) 0ºC

D) 4ºC

V (cm3)

T ºC

0 4 8 12 16

1,0012

1,0010

1,0008

1,0006

1,0004

1,0002

1,0000

25

Responda las preguntas 64 y 65 de acuerdo con la siguiente información.

64. En dos recipientes de iguales volúmenes se tienen gases ideales. La masa de

cada molécula del gas del primer recipiente es m1 y la rapidez promedio de

esas moléculas es V1. Para el gas del recipiente 2 estas magnitudes

correspondientemente valen m2 y V2, cumpliéndose que m1 > m2 y V1 >V2. Los

recipientes contienen iguales cantidades de moléculas Acerca de las presiones

y temperaturas de estos gases se puede afirmar que:

1 2

A) Las presiones son iguales pero T1 es mayor que T2

B) Las presiones son iguales pero T1 es menor que T2

C) P1 es mayor que P2 y T1 es mayor que T2

D) P1 es menor que P2 y T1 es menor que T2

65. Se pasa el gas del recipiente 1 al recipiente 2, manteniendo constante el

volumen de éste (V2). Para esta situación final es válido afirmar que

A) Su presión y temperatura son iguales a las del gas 2 antes de la mezcla B) Su presión es igual a la del gas 2 antes de la mezcla, pero su temperatura es

mayor que la del gas 2 C) Su temperatura es igual a la del gas 2 antes de la mezcla, pero su presión es

mayor que la del gas 2 D) Su temperatura y su presión serán mayores que las del gas 2 antes de la

mezcla

66. El ciclo de Carnot está formado por las siguientes transformaciones (en el

orden indicado):

A) Expansión isotérmica / expansión adiabática / compresión isotérmica /

compresión adiabática.

B) Expansión adiabática / expansión isotérmica / compresión adiabática /

compresión isotérmica.

C) Expansión isotérmica / compresión adiabática / expansión adiabática /

compresión isotérmica.

D) Expansión adiabática / compresión isotérmica / expansión isotérmica /

compresión adiabática.

26

67. La caja de la figura tiene paredes externas adiabáticas y paredes internas

que forman 4 divisiones con gases ideales que inicialmente no se hallan en equilibrio térmico. 1 es una pared adiabática con libertad de movimiento horizontal, 2 es una pared fija adiabática y 3 es una pared diatérmica fija. A B C D

En el momento en que se alcanza el equilibrio se cumplirá que

A) PA = PB = PC = PD y TA = TB B) PB = PC y TC = TD ≠ TB C) TA = TB = TC = TD y PB = PC D) PA = PB, PC =PD y TA = TD

Conteste las preguntas 68 y 69 de acuerdo con la siguiente información

68. Un cuerpo sólido de capacidad calorífica C está a la temperatura ambiente

T0. El cuerpo comienza a recibir calor a razón de A calorías por segundo, mientras simultáneamente cede calor al medio ambiente a razón de B (T – To) calorías por segundo en donde T es la temperatura del cuerpo y A y B son constantes. De las siguientes gráficas la que corresponde a la temperatura T de ese cuerpo en función del tiempo, es

A) C)

B) D)

3

1 2

Tf

TO

Tf

TO

t

t

Temperatura

Temperatura

Tf

TO t

Tf

TO

Temperatura

Temperatura

t

27

69. Siendo Δt un pequeño período de tiempo y ΔT el correspondiente cambio de

temperatura del cuerpo durante este período, la expresión que representa la conservación de energía es

A) A Δt = C ΔT – B (T - To ) ΔT

B) A Δt = C ΔT + B (T - To ) Δt

C) A Δt + C ΔT = B (T - To ) Δt

D) B (T - To ) + A Δt = C ΔT

Responda las preguntas 70 y 71 de acuerdo con la siguiente información Dentro de una caja hermética, de paredes totalmente aislantes y al vacío, se halla un trozo de hielo a -20oC. La caja contiene una bombilla inicialmente apagada.

70. Mientras la bombilla permanece apagada la gráfica que muestra la temperatura del hielo en función del tiempo es

A) C)

B) D)

t

t

T

t

T

t

T

T

28

71. Estando el trozo de hielo a -20oC se enciende la bombilla. A partir de este

instante, acerca de la temperatura del trozo de hielo se puede afirmar que

A) No cambia, puesto que no hay materia entre la bombilla y el hielo para el intercambio de calor

B) Va aumentando, porque la radiación de la bombilla comunica energía cinética a las moléculas del hielo

C) No cambia puesto que no hay contacto entre la superficie de la bombilla y la del hielo

D) Aumenta, porque la luz de la bombilla crea nueva materia entre la bombilla y el hielo, que permite el intercambio de calor

72. En el esquema mostrado en la figura , se describe

A) Una bomba de calor B) Un frigorífico C) Una máquina térmica D) No es posible tal máquina

73. En el esquema mostrado en la figura, se describe

A) Una bomba de calor B) Un frigorífico C) Una máquina térmica D) No es posible tal máquina

Qc

Qf

W

Tc

Tf

Qc

Qf

W

Tc

Tf

Tc > Tf

Tc > Tf

29

74. Un motor de Carnot cuyo depósito frío está a la temperatura de 70C tiene un

rendimiento del 40%. Se desea aumentar el rendimiento hasta el 50%. ¿En

cuántos grados ha de aumentarse la temperatura del foco caliente?

A) 560 0K

B) 93 0K

C) 467 0K

D) 55 0K

75. Se dispone de tres líquidos miscibles A, B, C, de calores específicos a, b y c, a

20, 15 y 6 grados centígrados de temperatura respectivamente; se mezclan

100 g de A con 200 g de B y la temperatura de equilibrio es 17°C; se

mezclan 200 g de B con 300 g de C y la temperatura de equilibrio es de

10°C; ¿cuál será la temperatura de equilibrio al mezclar 100 g de A con 300

g de C?

A) 10,87 °C

B) 14,62 0C

C) 8,75 °C

D) 12,86 °C

76. Un gas se lleva a través del proceso cíclico descrito en la figura siguiente.

La energía térmica neta transferida al sistema durante un ciclo completo es

A) -12 kJ B) 20 kJ C) 12 kJ D) -8 kJ

30

77. Elena después de almorzar pone a hervir agua en una tetera. En el proceso

de calentamiento del agua está presente la transferencia de energía térmica

en forma de:

I. convección

II. conducción

III. radiación

A) sólo I

B) sólo II

C) sólo III

D) sólo I y II

78. Desde el estado inicial (P0, V0) un gas ideal realiza un proceso cíclico (ABCDA) como lo muestra el diagrama PV de la figura.

En este ciclo se cumple que

A) El trabajo realizado por el gas es W = 12P0V0 B) El calor absorbido por el gas es Q = 6P0V0 C) El cambio de energía interna del gases ΔU = 0 D) El trabajo realizado por el gas es W = 0

79. Dentro de una probeta de vidrio con coeficiente de expansión volumétrica

βv hay un líquido, de coeficiente de expansión volumétrico βl, hasta una

altura h. (βv < βl). Cuando se aumenta la temperatura del sistema, es cierto

que

A) La altura del líquido disminuye, porque el recipiente de vidrio aumenta su

tamaño

B) La altura del líquido aumenta, porque, el recipiente de vidrio se contrae

C) La altura del líquido aumenta pues su volumen aumenta más que el

volumen del recipiente de vidrio

D) La altura del líquido disminuye pues su volumen aumenta menos que el del

recipiente de vidrio

B

A

V

C

D

P

3P0

P0

v0 4v0

31

80. Para los sistemas que presentan un pequeño cambio de estado se considera: ΔQ = ΔU + ΔW donde: +ΔQ = energía térmica transferida del sistema +ΔU = aumento en la energía interna del sistema +ΔW = el trabajo realizado por el sistema En una compresión adiabática de un gas ideal, cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto al ΔQ, ΔU y ΔW?

ΔQ ΔU ΔW

A) Cero Positiva Negativo

B) Cero Negativa Negativo

C) Positivo Positiva Positivo

D) Negativo Cero Positivo

Conteste las preguntas 81, 82 y 83 de acuerdo con la siguiente información

81. Cuando un sistema pasa del estado a y b a lo largo de la transformación acb recibe una cantidad de calor de 2000 cal y realiza un trabajo de 7500 cal. Basados en lo anterior

El trabajo realizado entre a y c es igual a

A) 100 cal

B) 2500 cal

C) –17500 cal

D) 0 cal

b

a

V

c

d

P

32

82. Si el trabajo desarrollado a lo largo de la transformación adb es igual a

2500 cal, el Wad será igual a:

A) 2500 cal

B) –5000 cal

C) 0 cal

D) –15000 cal

83. Cuando el sistema vuelve de b hacia a, a lo largo lo largo transformación en forma de curva, el trabajo es de 5000 cal. El calor absorbido o liberado por el sistema será:

A) – 12500 cal

B) –5000 cal

C) – 17500 cal

D) 2500 cal

Conteste las preguntas 84 y 85 de acuerdo con la siguiente información

84. Un ciclo reversible es el conjunto de procesos que hacen regresar un sistema a sus condiciones originales. De manera que podemos decir que un ciclo térmico es aquel que cumple con el siguiente esquema de desarrollo.

A) WNETO = W (A – 1 – B) W (B – 2 - A)

B) WNETO = W (A – 1 – B) < W (B – 2 - A)

C) WNETO = W (A – 1 – B) = W (B – 2 - A)

D) WNETO = W (B – 1 – A) W (B – 2 - A)

P

Q

A

V

B

WNETO

1

2

33

85. El calor en el proceso es

A) Q 0, pues lo está cediendo al sistema

B) Q < 0, pues se le está entregando al sistema

C) Q = 0, pues no existe transferencia de calor

D) ΔU 0 , pues es un proceso isotérmico

Conteste las preguntas 86, 87, 88, 89 y 90 de acuerdo con la siguiente información

Se trabaja en el laboratorio con una mol de gas monoatómico a 1°C de temperatura y se consigue que se expanda térmicamente de tal forma que el volumen Vf sea el triple de Vi

86. De acuerdo a lo anterior podemos asegurar que, el trabajo realizado y el calor intercambiando en dicha transformación será:

A) W > Q

B) W < Q

C) W = Q

D) Q =0

87. La razón entre las presiones en los estados final e inicial será:

A) Pf = 1/3Pi

B) Pf = 3Pi

C) Pf = 1/2Pi

D) Pf = Pi

88. Si se considera que la transformación es isocora (volumen contante), tal

que partiendo del estado en que se encontraba anteriormente, se llegue a

otro de tal forma que la presión sea igual a la que tenía inicialmente,

podemos decir con respecto a la energía interna que:

A) ΔU = 0

B) ΔU 0

C) ΔU < 0

D) ΔU = Q

34

89. Con respecto al trabajo, éste será:

A) W = 0

B) W = Q

C) W < 0

D) W > Q

90. La gráfica que nos muestra el proceso total termodinámico:

C) C)

D) D)

91. Durante el proceso de los cambios de estado se presenta que:

A) La temperatura cambia con la cantidad de calor aplicada

B) La temperatura varía de acuerdo con la masa

C) La temperatura permanece constante

D) La temperatura no varía si el volumen no varía

92. De ordinario, al colocar un recipiente con agua, al hervir se producen

burbujas, que persisten hasta que el agua se evapora por completo.

Podemos afirmar que éstas son debidas al:

A) Aire que está contenido en el agua y es expulsado.

B) Hidrogeno y al oxigeno

C) Agua que al evaporarse se convierte en agua gaseosa

D) Hidrógeno por ser menos denso que el oxigeno

V

V

P

V

P

V

P

P

35

Responda las preguntas 93, 94 y 95 de acuerdo con la siguiente información

El recipiente ilustrado en la figura, contiene un gas ideal, inicialmente a una

temperatura Ti, y que se encuentra en un medio a una temperatura Tm. De acuerdo

con la ley de enfriamiento de Newton la variación de temperatura (ΔT) del gas (con

su recipiente) durante un tiempo Δt es tal que ΔT/ Δt = – k (T – Tm), donde T es la

temperatura del gas en este instante y Tm la del medio ambiente, k es una

constante que depende del gas y del recipiente. Para el gas mostrado en la figura se

halló que su temperatura en función del tiempo es la presentada en la siguiente

gráfica

93. De acuerdo con esta gráfica las temperaturas iniciales y finales del gas son

respectivamente

A) 1000C y 300C

B) 00C y 150C

C) 300C y 1000C

D) 150C y 00C

94. De los siguientes, el intervalo de tiempo durante el cual el gas intercambia

menor cantidad de calor con el medio, es

A) 0h < t < 2h, porque en este intervalo la variación de temperatura es mayor

que en los demás instantes

B) 4h < t < 6h, porque en este intervalo la temperatura decae más rápidamente

que en intervalos posteriores

C) 8h < t < 10h, porque en este intervalo la temperatura varía lentamente

D) 12h < t < 14h, porque en este intervalo la variación de temperatura es casi

nula

T ºC

t(h) 0 2 4 6 8 10 12 14

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

36

95. La gráfica de presión P contra el tiempo t para el gas es

A) C)

B) D)

96. Se tiene (n) moles de una sustancia gaseosa cristalina que se somete a

enfriamiento, la gráfica de temperatura en función del tiempo nos muestra

el comportamiento del proceso.

En los intervalos MN y DK, la sustancia presenta un cambio de estado y la

temperatura permanece constante. Esto es debido a que la energía:

A) La temperatura a la sustancia y ésta gana calor

B) Se convierte trabajo sobre el medio

C) Liberada es utilizada por la sustancia para organizar las moléculas

D) Se convierte en calor y la sustancia se desordena

t(h)

t(h)

P

t(h)

P

t(h)

P

P

15

15

15

15

t

T0

T1

T2

T ºC

A

M

N

D

K

37

97.

A) C)

B) D) Responda las preguntas 98, 99 y 100 de acuerdo con la siguiente información

Se tiene un cilindro en el cual podemos modificar arbitrariamente la presión y volumen. Su mantenemos la temperatura, obtenemos valores, para cada valor de la presión. En una medición sometemos el cilindro a presión muy elevada y en otro no. Tendremos entonces la siguiente gráfica:

Se somete un gas ideal al

proceso cíclico 1-2-3-1

esquematizado en la figura V–T

donde V es volumen y T es

temperatura. El mismo proceso

esquematizado en la gráfica P–V

es:

T

T

V

T

P

T

V

V

T

V

1

2

3

1

3

2

2

2

3

1

2

3

3

1

1

V

P

e

d

c

a

b

38

98. En el punto a tendremos:

A) Un gas inestable

B) Una presión grande y un volumen pequeño, que corresponde a la ley de Gay-Lussac

C) Una presión pequeña y un volumen grande, que corresponde a la ley de Boyle

D) Presión de vapor solamente, que pertenece a la ley de Charles.

99. En el punto d a e tendremos:

A) El volumen disminuye por reducción del calor

B) El volumen permanece constante y la presión aumenta

C) Existe gran variación en la presión y pequeñas reducciones de volumen

D) La presión disminuye y aumenta la temperatura

100. La presión que corresponde al sector CD, se denomina:

A) Presión de ebullición

B) Presión de vapor

C) Presión de vaporización

D) Presión de fusión

39

COLEGIO DE LA SAGRADA FAMILIA

AREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL

HOJAS DE RESPUESTAS TALLER DE FISICA GRADO 100

TERMODINÁMICA

Rellene o marca con una X el cuadro cuya letra crees es la respuesta correcta. Rellenar o marcar más de una anula la respuesta. NOMBRE: GRADO 10°:

N° OPCIONES N° OPCIONES N° OPCIONES 1 A B C D 34 A B C D 67 A B C D 2 A B C D 35 A B C D 68 A B C D 3 A B C D 36 A B C D 69 A B C D 4 A B C D 37 A B C D 70 A B C D 5 A B C D 38 A B C D 71 A B C D 6 A B C D 39 A B C D 72 A B C D 7 A B C D 40 A B C D 73 A B C D 8 A B C D 41 A B C D 74 A B C D 9 A B C D 42 A B C D 75 A B C D

10 A B C D 43 A B C D 76 A B C D 11 A B C D 44 A B C D 77 A B C D 12 A B C D 45 A B C D 78 A B C D 13 A B C D 46 A B C D 79 A B C D 14 A B C D 47 A B C D 80 A B C D 15 A B C D 48 A B C D 81 A B C D 16 A B C D 49 A B C D 82 A B C D 17 A B C D 50 A B C D 83 A B C D 18 A B C D 51 A B C D 84 A B C D 19 A B C D 52 A B C D 85 A B C D 20 A B C D 53 A B C D 86 A B C D 21 A B C D 54 A B C D 87 A B C D 22 A B C D 55 A B C D 88 A B C D 23 A B C D 56 A B C D 89 A B C D 24 A B C D 57 A B C D 90 A B C D 25 A B C D 58 A B C D 91 A B C D 26 A B C D 59 A B C D 92 A B C D 27 A B C D 60 A B C D 93 A B C D 28 A B C D 61 A B C D 94 A B C D 29 A B C D 62 A B C D 95 A B C D 30 A B C D 63 A B C D 96 A B C D 31 A B C D 64 A B C D 97 A B C D 32 A B C D 65 A B C D 98 A B C D 33 A B C D 66 A B C D 99 A B C D

100 A B C D

taller termodinamica 10° iv p

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