Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica

Física en procesos Industriales

Claudio Ayala Silva

Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica

Instituto IACC

02-05-2020

Desarrollo

1. Una llanta de un automóvil se infla con aire originalmente a 12ºC y a presión atmosférica normal. Durante el proceso, el aire se comprime a 30% de su volumen original y la temperatura aumenta a 45ºC.

A.- Calcule en escala Kelvin las temperaturas entregadas en este caso:

Temperatura Original Celcius 12° C

12 °C + 273,15 = 285,15 k

Temperatura Original en Kelvin = 285,15 k

Temperatura aumenta en Celcius 45° C

K= 45 °C +273,15 = 318,15 k

Temperatura aumenta en Kelvin = 318,15 K

B.- Determine la presión en la llanta

Datos:

Ti= 12°C + 273,15 = 285,15 k

Tf= 45°C + 273,15 = 318,15 k

Pi = 1atn =  101325 /1000 = 101,325  kpa

Vf= Vf x 0,3

Vi =X

Usando formula

Pf = Pi x Vi x Tf  

        Vf x Ti

Pf = 101,325 x Kpa Vi x 318,15 k

        Vi x 0,3 x 285,15 k

Pf = 32.236,54875

        85,545

Pf = 376,83 kpa

C. Después de un momento, el automóvil se pone en marcha a gran velocidad. Conforme a lo anterior, la temperatura del aire en la llanta aumenta a 90ºC y el volumen interior de la llanta aumenta en un 3%. Determine cuál es la nueva presión en la llanta.

Datos:

Ti = 318,15

Tf = 90 °C + 273,15 = 363,15

Vf = 1,03 x Vi

Vi = x

Pi = 376,83

Usando Formula:

Pf = Pi x Vi x Tf

        Ti x Vf

Pf= 376,83 Kpa  x Vi x 363,15 K [pic 1]

        316,15 K x 1,03 x Vi[pic 2]

Pf = 136-845,8145

        327,6945

La nueva presión es

Pf= 417,6018 Kpa

2. Entregue 3 ejemplos en los cuales se presente dilatación térmica en metales, justificándolos. Complete la siguiente tabla:

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