Primera Ley de la Termodinámica: Conceptos y Aplicaciones en Ingeniería de Procesos

Question 1

¿Cuál de las siguientes definiciones de sistema es la más precisa en termodinámica?

Accepted Answer

Una porción delimitada del entorno que contiene materia y energía de interés

Answer

La suma de todas las sustancias químicas presentes en el universo

Answer

Un elemento que intercambio energía térmica con su entorno

Question 2

En la ecuación de balance de energía para un sistema cerrado, ¿qué término representa el cambio de energía interna?

Accepted Answer

ΔU = U2 - U1

Answer

W - Q

Answer

Q - W

Question 3

Un sistema absorbe 25 kJ de calor y realiza 10 kJ de trabajo sobre sus alrededores. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema?

Accepted Answer

15 kJ

Answer

-50 kJ

Answer

-15 kJ

Answer

50 kJ

Question 4

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la entalpía de un sistema?

Accepted Answer

Una propiedad extensiva que representa el contenido energético total en condiciones de presión constante

Answer

Una propiedad intensiva que depende de la temperatura y la presión

Answer

La cantidad de calor transferido a presión constante

Question 5

¿Cuál de los siguientes factores afecta a la capacidad calorífica de una sustancia?

Accepted Answer

Masa, tipo de sustancia y temperatura

Answer

Presión

Answer

Volumen

Answer

Concentración

Question 6

En un proceso adiabático, ¿qué ocurre con la transferencia de calor?

Accepted Answer

Es nula

Answer

Es negativa

Answer

Es positiva

Answer

Depende del proceso específico

Question 7

Un motor térmico opera entre dos reservorios a temperaturas T1 y T2. ¿Qué expresión representa su eficiencia máxima?

Accepted Answer

1 - (T2/T1)

Answer

T2 - T1

Answer

T1 - T2

Question 8

Un enunciado de la Segunda Ley de la Termodinámica es:

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo

Answer

El calor fluye espontáneamente de zonas frías a zonas calientes

Answer

La energía del universo es constante

Answer

Los motores térmicos pueden operar con una eficiencia del 100%

Question 9

¿Qué sistema termodinámico incluye al sistema en estudio y todo lo que lo rodea?

Accepted Answer

Universo

Answer

Entorno

Answer

Fuente

Answer

Sumidero

Question 10

En un proceso isocórico, ¿qué propiedad del sistema permanece constante?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Energía interna

Answer

Temperatura

Answer

Presión

Question 11

¿En qué proceso el sistema realiza trabajo sobre el entorno?

Accepted Answer

Expansión libre

Answer

Calentamiento isobárico

Answer

Compresión isotérmica

Answer

Enfriamiento isocórico

Question 12

¿Cuál es la unidad SI de energía?

Accepted Answer

Julio (J)

Answer

Caballo de potencia-hora (hp-h)

Answer

Caloría (cal)

Answer

British Thermal Unit (BTU)

Question 13

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la entropía es correcta?

Accepted Answer

Es una función de estado.

Answer

Es una cantidad conservada.

Answer

Es independiente de la temperatura.

Answer

Es siempre negativa.

Question 14

En un proceso adiabático, el sistema:

Accepted Answer

No intercambia calor con el entorno.

Answer

Intercambia calor con el entorno a temperatura constante.

Answer

Realiza trabajo sobre el entorno.

Answer

Experimenta un cambio de entropía.

Question 15

Según la Primera Ley de la Termodinámica, ¿qué ocurre con la energía?

Accepted Answer

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Answer

La energía siempre permanece constante en un sistema cerrado.

Answer

La energía se pierde gradualmente en el universo.

Answer

La energía se crea continuamente en el universo.

Question 16

Para un sistema abierto, la ecuación que describe el balance de energía es:

Accepted Answer

Q - W = ΔU + m(h2 - h1)

Answer

W = Q - ΔU

Answer

Q = ΔU + W

Answer

ΔU = Q + W

Question 17

¿Qué representa el término 'entalpía' en termodinámica?

Accepted Answer

La energía total de un sistema a presión constante.

Answer

La capacidad de un sistema para realizar trabajo.

Answer

La energía interna de un sistema.

Answer

La cantidad de calor absorbido por un sistema.

Question 18

La capacidad calorífica a presión constante (Cp) se calcula mediante la siguiente ecuación:

Accepted Answer

Cp = (dQ/dT)p

Answer

Cp = (dU/dT)p

Answer

Cv = (dU/dT)v

Answer

Cp = Q/ΔT

Question 19

Si un sistema intercambia 100 kJ de calor con el entorno y realiza 50 kJ de trabajo, ¿cuál es el cambio en su energía interna?

Accepted Answer

50 kJ

Answer

150 kJ

Answer

-50 kJ

Answer

0 kJ

Question 20

En un proceso adiabático, ¿qué tipo de intercambio ocurre?

Accepted Answer

No hay transferencia de calor.

Answer

No hay cambio en la temperatura.

Answer

No hay cambio en el volumen.

Answer

No hay cambio en la presión.

Question 21

La unidad estándar del SI para la energía es:

Accepted Answer

Julio (J)

Answer

Tonelada de refrigeración (TR)

Answer

Kilovatio hora (kWh)

Answer

Caloría (cal)

Question 22

Un motor térmico opera entre un depósito caliente a 600 K y un depósito frío a 300 K. Su eficiencia teórica máxima es:

Accepted Answer

50%

Answer

100%

Answer

25%

Answer

75%

Question 23

Un sistema termodinámico que intercambia tanto materia como energía con el entorno se clasifica como:

Accepted Answer

Abierto

Answer

Adiabático

Answer

Aislado

Answer

Cerrado

Question 24

La Primera Ley de la Termodinámica se puede enunciar como:

Accepted Answer

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Answer

La temperatura de un sistema es una medida de su energía interna.

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta.

Question 25

La entalpía (H) de un sistema termodinámico se define como:

Accepted Answer

La suma de la energía interna (U) y el producto de la presión (P) y el volumen (V): H = U + PV

Answer

La capacidad calorífica del sistema.

Answer

La cantidad de calor absorbido por el sistema.

Answer

La energía interna del sistema.

Question 26

Un proceso termodinámico que se lleva a cabo a volumen constante se denomina:

Accepted Answer

Isocórico

Answer

Adiabático

Answer

Isotérmico

Answer

Isobárico

Question 27

La capacidad calorífica a volumen constante (Cv) de un sistema termodinámico se define como:

Accepted Answer

La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del sistema en 1 Kelvin a volumen constante.

Answer

La entalpía del sistema.

Answer

La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del sistema en 1 Kelvin a presión constante.

Answer

La energía interna del sistema.

Question 28

La entalpía de formación estándar de una sustancia se refiere a:

Accepted Answer

El cambio de entalpía que ocurre cuando se forma 1 mol de la sustancia a partir de sus elementos en sus estados estándar a 298 K y 1 atm.

Answer

La capacidad calorífica de la sustancia.

Answer

La entalpía de reacción de la sustancia.

Answer

La cantidad de energía interna que posee la sustancia.

Question 29

Un mol de un gas ideal se expande isotérmicamente a temperatura constante. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del gas?

Accepted Answer

0

Answer

Depende de la temperatura.

Answer

Positivo

Answer

Negativo

Question 30

En un proceso adiabático, ¿qué ocurre con el intercambio de calor con el entorno?

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno.

Answer

El volumen del sistema es constante.

Answer

El trabajo realizado por el sistema es igual al calor absorbido por el sistema.

Answer

La temperatura del sistema es constante.

Question 31

La Primera Ley de la Termodinámica establece que:

Accepted Answer

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta.

Answer

La temperatura de un sistema en equilibrio térmico es la misma en todos sus puntos.

Question 32

La variación de la energía interna de un sistema se calcula como:

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

ΔU = W - Q

Answer

ΔU = Q + W

Answer

ΔU = -Q - W

Question 33

Un proceso adiabático es aquel en el que:

Accepted Answer

No hay transferencia de calor entre el sistema y el entorno.

Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

El trabajo realizado es cero.

Question 34

La entalpía (H) es una propiedad termodinámica que representa:

Accepted Answer

La suma de la energía interna y el producto de la presión y el volumen.

Answer

La energía interna de un sistema en reposo.

Answer

La cantidad de calor absorbido por un sistema a presión constante.

Question 35

La capacidad calorífica de un sistema se define como:

Accepted Answer

La cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un sistema en 1 grado Celsius.

Answer

La energía interna del sistema.

Answer

La tasa de transferencia de calor.

Question 36

Si un sistema absorbe 100 J de calor y realiza 50 J de trabajo, la variación de su energía interna es:

Accepted Answer

50 J

Answer

-50 J

Answer

150 J

Answer

-150 J

Question 37

Un sistema isotérmico es aquel en el que:

Accepted Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

El volumen permanece constante.

Answer

La presión permanece constante.

Answer

La energía interna permanece constante.

Question 38

Un proceso isobárico es aquel en el que:

Accepted Answer

La presión permanece constante.

Answer

El volumen permanece constante.

Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

La energía interna permanece constante.

Question 39

La entalpía de formación estándar de una sustancia se refiere a:

Accepted Answer

El cambio de entalpía que ocurre cuando un mol de la sustancia se forma a partir de sus elementos en sus estados estándar.

Answer

La cantidad de calor absorbido por un sistema a presión constante.