Leyes de la Termodinámica: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera según la tercera ley de la termodinámica?

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a cero absoluto es cero

Answer

El calor específico de un sólido es constante a todas las temperaturas

Answer

La energía interna de un gas ideal es proporcional a su temperatura

Question 2

Un sistema cerrado experimenta un proceso isocórico. ¿Cuál de las siguientes cantidades permanece constante?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Presión

Answer

Entropía

Answer

Temperatura

Question 3

¿Qué tipo de sistema termodinámico puede intercambiar calor y trabajo con su entorno?

Accepted Answer

Abierto

Answer

Cerrado

Answer

Diatérmico

Answer

Aislado

Question 4

Un dispositivo frigorífico funciona extrayendo calor de un refrigerador a baja temperatura y transfiriéndolo a un ambiente a alta temperatura. ¿Cuál es la función del condensador en este proceso?

Accepted Answer

Rechazar calor al ambiente

Answer

Absorber calor del refrigerador

Answer

Almacenar refrigerante líquido

Answer

Regular el flujo del refrigerante

Question 5

Enunciado de la tercera ley de la termodinámica:

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a cero absoluto es cero

Answer

La energía interna de un sistema abierto aumenta con el tiempo

Answer

El calor no puede fluir espontáneamente de un cuerpo frío a uno caliente

Question 6

Una máquina térmica opera entre dos temperaturas, T1 y T2. ¿Cuál es su eficiencia máxima?

Accepted Answer

1 - T2/T1

Answer

T1/T2 - 1

Answer

T1 - T2/T1

Question 7

Un sistema aislado se encuentra en equilibrio térmico. ¿Qué propiedad del sistema permanece constante?

Accepted Answer

Temperatura

Answer

Presión

Answer

Volumen

Question 8

Un proceso isocórico es aquel en el que:

Accepted Answer

El volumen permanece constante

Answer

La entropía permanece constante

Answer

La presión permanece constante

Question 9

Un sistema experimenta un proceso irreversible. ¿Qué afirmación es correcta?

Accepted Answer

La entropía del sistema aumenta

Answer

La entropía del sistema permanece constante

Answer

No puede determinarse la entropía del sistema

Question 10

Un gas ideal se expande adiabáticamente. ¿Qué sucede con la energía interna del gas?

Accepted Answer

Disminuye

Answer

No puede determinarse

Answer

Permanece constante

Question 11

El enunciado de la tercera ley de la termodinámica afirma que:

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto en cero absoluto es cero

Answer

El calor solo puede fluir de cuerpos calientes a cuerpos fríos

Answer

La entropía de un sistema aislado disminuye continuamente

Question 12

Un sistema cerrado intercambia:

Accepted Answer

Sólo energía

Answer

Materia y energía

Answer

Sólo materia

Answer

Ni materia ni energía

Question 13

La condición de equilibrio termodinámico implica que:

Accepted Answer

Todas las propiedades termodinámicas permanecen constantes

Answer

El sistema está intercambiando calor con su entorno

Answer

El sistema está realizando trabajo sobre su entorno

Question 14

¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de un proceso isotérmico?

Accepted Answer

La expansión de un gas ideal en un cilindro con pistón a temperatura constante

Answer

El enfriamiento de un metal caliente en el aire

Answer

La combustión de combustible en un motor

Question 15

La función de estado que representa el potencial de un sistema para realizar trabajo es:

Accepted Answer

Energía libre de Gibbs

Answer

Entropía

Answer

Energía interna

Answer

Entalpía

Question 16

¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es un principio de la termodinámica?

Accepted Answer

La entropía de un sistema cerrado siempre disminuye

Answer

La entropía de un sistema aislado nunca disminuye

Answer

La energía no puede ser creada ni destruida

Question 17

Un proceso espontáneo es aquel que:

Accepted Answer

Ocurre sin requerir trabajo externo

Answer

Ocurre en la dirección opuesta al flujo de calor

Answer

Ocurre sólo en sistemas cerrados

Answer

Ocurre sólo a altas temperaturas

Question 18

Enunciado de la primera ley de la termodinámica:

Accepted Answer

El cambio en la energía interna de un sistema es igual al calor transferido al sistema menos el trabajo realizado por el sistema.

Answer

El cambio en la energía interna de un sistema es igual al trabajo realizado por el sistema más el calor transferido al sistema.

Question 19

¿Qué tipo de proceso es aquel en el que no hay transferencia de calor?

Accepted Answer

Proceso adiabático

Answer

Proceso isobárico

Answer

Proceso isotérmico

Question 20

Enunciado de la segunda ley de la termodinámica:

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo.

Answer

Los procesos espontáneos siempre ocurren en la dirección de menor entropía.

Answer

La eficiencia de un motor térmico puede ser del 100%.

Answer

La energía total de un sistema aislado es constante.

Question 21

¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica?

Accepted Answer

Es posible construir una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo.

Answer

Los procesos espontáneos tienden a aumentar la entropía total.

Answer

La entropía de un sistema aislado aumenta en procesos irreversibles.

Question 22

Enunciado de la tercera ley de la termodinámica:

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a cero absoluto es cero.

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre permanece constante.

Answer

La energía interna de un sistema es cero a cero absoluto.

Question 23

¿Cuál de los siguientes procesos es reversible?

Accepted Answer

Expansión isotérmica de un gas ideal

Answer

Mezcla de dos gases ideales

Answer

Combustión de un combustible

Answer

Transferencia de calor por conducción

Question 24

Un sistema cerrado experimenta un proceso adiabático reversible. ¿Qué podemos afirmar sobre el cambio de entropía?

Accepted Answer

Permanece constante

Answer

No se puede determinar a partir de la información proporcionada

Answer

Aumenta

Answer

Disminuye

Question 25

La primera ley de la termodinámica establece que:

Accepted Answer

La variación de energía interna de un sistema es igual al calor aportado menos el trabajo realizado.

Answer

El calor fluye espontáneamente de un cuerpo caliente a uno frío.

Answer

La entropía de un sistema aislado permanece constante.

Question 26

De acuerdo con la tercera ley de la termodinámica, la entropía de:

Accepted Answer

Un cristal perfecto a 0 K es cero.

Answer

Un gas ideal a alta temperatura se acerca a cero.

Answer

Una mezcla es mayor que la suma de las entropías de sus componentes puros.

Answer

Un líquido es siempre mayor que la de un sólido.

Question 27

Un proceso adiabático es aquel en el que:

Accepted Answer

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

Answer

La temperatura del sistema permanece constante.

Answer

El trabajo realizado sobre el sistema es siempre negativo.

Question 28

En un motor térmico que opera entre dos depósitos de temperatura, si aumenta la temperatura del depósito frío:

Accepted Answer

La eficiencia del motor disminuye.

Answer

La eficiencia del motor no cambia.

Answer

La potencia del motor aumenta.

Answer

El motor deja de funcionar.

Question 29

Una reacción exotérmica es aquella que:

Accepted Answer

Libera calor al entorno.

Answer

Absorbe calor del entorno.

Answer

Aumenta la entropía del sistema.

Question 30

La entropía de un sistema depende de:

Accepted Answer

El número de microestados posibles.

Answer

Sólo del volumen.

Answer

Sólo de la temperatura.

Question 31

En un sistema cerrado que intercambia trabajo con su entorno, según la primera ley de la termodinámica:

Accepted Answer

La energía interna del sistema cambia.

Answer

La entropía del sistema cambia.

Answer

La presión del sistema cambia.

Answer

La temperatura del sistema cambia.

Question 32

La función de estado que mide la cantidad máxima de trabajo que puede realizar un sistema a temperatura y presión constantes es:

Accepted Answer

Energía libre.

Answer

Capacidad calorífica.

Answer

Entropía.

Answer

Enthalpía.

Question 33

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es el enunciado de la primera ley de la termodinámica? (Indica la energía interna del sistema como U)

Accepted Answer

El cambio en la energía interna de un sistema es igual a la diferencia entre el calor agregado al sistema y el trabajo realizado por el sistema: ΔU = Q - W

Answer

La entropía aumenta en todos los procesos irreversibles

Answer

El calor fluye espontáneamente de los objetos calientes a los fríos

Question 34

¿Qué establece la tercera ley de la termodinámica?

Accepted Answer

La entropía de una sustancia cristalina perfecta es cero en el cero absoluto

Answer

La energía libre de Gibbs disminuye en todas las reacciones espontáneas

Answer

La capacidad calorífica de un sólido aumenta con la temperatura

Answer

La presión de vapor de un líquido aumenta con la temperatura

Question 35

¿Qué tipo de proceso es la expansión de un gas en un recipiente aislado?

Accepted Answer

Adiabático

Answer

Isovolumétrico

Answer

Isentrópico

Answer

Isotérmico

Question 36

¿Cuál es la unidad SI de entropía?

Accepted Answer

Joule por kelvin (J/K)

Answer

Caloría por gramo (cal/g)

Answer

Kelvins (K)

Answer

Atmósfera (atm)

Question 37

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera para un proceso reversible?

Accepted Answer

El sistema y los alrededores vuelven a su estado inicial

Answer

El proceso ocurre espontáneamente

Answer

La entropía del sistema aumenta

Question 38

¿Qué propiedad termodinámica indica la capacidad máxima de un sistema para realizar trabajo útil?

Accepted Answer

Energía libre

Answer

Enthalpía

Answer

Temperatura

Answer

Entropía

Question 39

¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es una enunciación de la primera ley de la termodinámica?

Accepted Answer

La energía se puede crear o destruir

Answer

La energía no puede ser creada ni destruida, solo transformada

Answer

La energía interna de un sistema es igual al trabajo neto realizado sobre él más el calor transferido hacia él

Answer

Un perpetuum mobile es posible

Question 40

Un sistema cerrado experimenta un cambio de estado desde un estado inicial (P1, V1, T1) a un estado final (P2, V2, T2). ¿Cuál de las siguientes expresiones representa el trabajo realizado por el sistema?

Accepted Answer

-∫V1V2PdV

Answer

T1-T2

Answer

∫V1V2VdP

Answer

P1V1-P2V2

Question 41

Un proceso adiabático es aquel en el que:

Accepted Answer

No hay transferencia de calor entre el sistema y los alrededores

Answer

El sistema realiza trabajo sobre los alrededores

Answer

Los alrededores realizan trabajo sobre el sistema

Question 42

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica?

Accepted Answer

El desorden de un sistema aislado siempre aumenta

Answer

La entropía de un sistema puede disminuir

Answer

Un perpetuum mobile de segunda especie es posible

Answer

La energía se puede crear de la nada

Question 43

El enunciado de Clausius de la segunda ley de la termodinámica afirma que:

Accepted Answer

Es imposible construir una máquina térmica que opere en un ciclo y que absorba calor de un solo reservorio y convierta todo este calor en trabajo

Answer

Es imposible construir una máquina térmica que opere en un ciclo y que tenga una eficiencia del 100%

Question 44

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la tercera ley de la termodinámica es correcta?

Accepted Answer

La entropía de un cristal perfecto a cero absoluto es cero

Answer

La entropía de un sólido amorfo es siempre menor que la de su cristal correspondiente

Answer

La entropía de un gas ideal a temperatura cero es cero

Question 45

Un sistema formado por dos subsistemas en equilibrio térmico tiene una temperatura:

Accepted Answer

Igual

Answer

Diferente

Answer

Mayor

Question 46

¿Cuál de las siguientes expresiones representa la entropía de un gas ideal monoatómico?

Accepted Answer

5/2NklnV + 3/2NklnT

Answer

3/2NklnV + 5/2NklnT

Answer

Nkln(VT)

Answer

NklnV + NklnT

Question 47

Un motor diésel funciona según un ciclo de Carnot inverso. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

Accepted Answer

Absorbe calor del depósito caliente y lo convierte en trabajo

Answer

Absorbe calor del depósito frío y lo convierte en trabajo

Answer

Libera calor al depósito caliente y convierte el trabajo en calor

Question 48

Una máquina de refrigeración utiliza un refrigerante que experimenta un cambio de fase de líquido a vapor en el evaporador. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

Accepted Answer

El evaporador absorbe calor del espacio refrigerado

Answer

El evaporador libera calor al espacio refrigerado

Answer

El condensador absorbe calor del espacio refrigerado