¿Por qué es que en el estudio de la termodinámica se considera la Energía Cinética Media y no directamente la Energía Cinética?

Desarrollo

1. ¿Por qué es que en el estudio de la termodinámica se considera la Energía Cinética Media y

no directamente la Energía Cinética?

Respuesta:

Se considera la energía cinética media de las partículas (átomos, moléculas), ya que por ejemplo al aplicar presión en un émbolo a unas partículas de un recipiente determinado, éstas no poseen la misma velocidad (distintas velocidades en distintas direcciones), por lo que se toma una velocidad media, lo que se traduce en una energía cinética media.

2. ¿A qué se debe el que la constante universal de los gases, R, posea más de un valor y cómo

se puede llegar de un valor a otro?

Respuesta:

Posee varios valores ya que depende de las unidades de medida usadas al medir la presión y el volumen.

PV = n R T , R = PV / n T (unidades de presión por volumen divididas por moles por temperatura).

Se puede llegar de un valor a otro trasformando las unidades por unidades equivalentes, en donde solo varían las unidades de presión y volumen. Puede también expresarse en unidades de trabajo (P*V, en Joule, cal).

Por ejemplo:

R = 0.082051 l•atm / mol K * (1000 ml / 1 l) = 82.051 ml •atm / mol K

R = 0.082051 l•atm / mol K * (760 torr / 1 atm) = 62.36 L torr / mol K

3. Basándose en la constante universal de los gases, R, calcule a cuántos litros‐atmósferas

Equivale un joule.

Respuesta:

De acuerdo a la constante universal de los gases, R, tenemos las siguientes unidades:

R = 0.08251 l•atm / mol K

R = 8.314 J / mol K

R = R

0.08251 l•atm / mol K = 8.314 J / mol K

Se eliminan los “mol K”:

0.08251 l•atm = 8.314 J

1 J = (0.08251 / 8.314) l•atm

1 J = 0.0099242 l•atm

4. ¿Cuál es la cantidad mínima de variables necesarias para definir un sistema? ¿Por qué?

Respuesta:

El estado termodinámico de un sistema está definido por pocas variables termodinámicas, como en la ecuación de un gas ideal:

p • V = n • R • t.

Se aprecia que solo se necesitan dos variables para definir un sistema, dejando una tercera variable como una constante, en este caso “t”, la temperatura.

Por lo tanto la cantidad mínima de variables para definir un sistema son dos, en este caso la presión y el volumen.

5. ¿Qué aplicación tiene el ciclo de Carnot en las máquinas actuales?

Respuesta:

El ciclo de Carnot es aplicado al funcionamiento de las maquinas actuales, principalmente en procesos de refrigeración y calefacción (maquinas térmicas), como por ejemplo, ciertos refrigeradores, en donde la maquina absorbe calor de un ambiente determinado,

...