Cesar Isidoro Villalobos Flores Tarea (6)

Título de la tarea Tarea 6 Nombre Alumno Cesar Villalobos Flores Nombre Asignatura Física Instituto IACC 17/07/2017

Desarrollo

 Ejercicio 1: Sobre un estanque de aceite se hace un trabajo de 800 [J] con un motor con aspas con el fin de subir su temperatura. El proceso es realizado bajo el sol, y finalmente, el incremento de la energía del aceite es de 80 [J], determine el calor entregado por el sol. Q = diferencia de energia - W

Entonces; Q = (80-800) [J] Q = -720[J]

Así, el calor cedido por el sol al estanque es de -720 joules  Ejercicio 2: Sobre un litro de agua se realiza un trabajo de 4000 [J]. Determine cuánto aumenta la energía interna del agua considerando que se disipan 800 [J] de calor. ∆𝐸 = 𝑄 − w ∆𝐸 = 4000 J - 800 J = 3200 J ∆𝐸 =3200 J

 Ejercicio 3: Un estanque contiene 20 litros de agua (𝑚 = 20 [kg]) que inicialmente se encuentran a temperatura ambiente (𝑇 = 20° [C]). Similar al experimento realizado por Joule, se conecta un motor con aspas para elevar la temperatura del agua. Determine cuánto es el trabajo realizado por

el motor si es que la temperatura final del agua es de 𝑇 = 46° [C] asumiendo que no hay pérdidas de ningún tipo. 𝑄 + 𝑊 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇 Para este caso no hay flujo de calor, por lo tanto: 𝑄 + 𝑊 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇 𝑊 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇 W= 4190 [j/(kg * °c] * 20[kg] * [46°c – 20°c ] W=2178800 J

 Ejercicio 4: Durante un día, la caldera de un buque de transporte, consume una cantidad total de combustible que genera un total 289 000 000 [J] de calor. Si el trabajo neto realizado por el motor sobre el buque es de tan solo 108 000 000 [J], determine el calor disipado y la eficiencia de la máquina. 𝑊 = 𝑄1 − 𝑄2 W= 289 000 000 [J] - 108 000 000 [J] W= 181000000 [J] 𝜂= 𝜂=

Q1 − Q2 Q1 289 000 000 [J] − 108 000 000 [J] 289 000 000 [J]

𝜂 = 0.626*100 % 𝜂 = 62.6%  Ejercicio 5: Determine la eficiencia de un motor tal, que por cada 100 [J] de calor que consume elimina 55 [J].

𝜂= 𝜂=

Q1 − Q2 Q1 100 [J]−55 [J] 100 [J]

𝜂=

0.45 ∗ 100%

𝜂 = 45%

 Ejercicio 6: Un automóvil de 1200 [Kg] se encuentra en reposo en la base de una colina. Si la colina tiene un alto de 65 [m] y el motor tiene una eficiencia de 𝜂 = 33%, determine cuánto calor deberá consumir el motor para poder llegar arriba. 𝜂 = 33% M= 1200[KG] H= 65[m] g = 9,8 [m/s 2 ] 𝑈=𝑚𝑔ℎ 𝑈 = 1200 kg * 9,8 [m/s 2 ] * 65[m] 𝑈 = 764400 [j]

𝜂=

Q1 − Q2 Q1

𝑊 = 𝑄1 − 𝑄2 𝑊=𝐾

w

𝜂 = Q1

Q1=

764400 [j] 0.33

=2316364 [J]

Q1=2316364 [J]

 Ejercicio 7: Explique, en un texto preciso, por medio de ejemplos reales, 2 ejemplos del experimento de Joule; y otros 2 ejemplos, de la primera ley de la termodinámica. La calefacción eléctrica: el radiador de aceite. Funciona calentando Las resistencias van sumergidas en aceite, que se calienta de manera uniforme en cada módulo. aumentan la superficie en contacto con el aire, de modo que las corrientes de convección son más fuertes y el calor se distribuye de forma más rápida y homogénea por la habitación. Los termoventiladores. Son sistemas de calefacción eléctrica que tienen un ventilador que hace pasar aire forzado a través de las resistencias. Esto logra que el aire de la habitación se caliente mucho más rápido que con la convección natural. Además son muy compactos, ya que la entrada continua de aire frío permite alcanzar mayor temperatura en las resistencias sin riesgo 2 ejemplos, de la primera ley de la termodinámica En el motor de un automóvil la combustión de gasolina libera energía, una parte de ésta es convertida en trabajo, que se aprecia viendo el motor en movimiento y otra parte es convertida en calor. Cuando una persona corre utiliza energía que obtiene de los alimentos, una parte de ésta se convierte en el trabajo necesario para correr y otra se convierte en calor que hace que suba la temperatura en el cuerpo del corredor

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