Aplicaciones de la Termodinámica: Máquinas Térmicas, Refrigeración y Aire Acondicionado

Question 1

¿Cuál de las siguientes es una aplicación práctica de la termodinámica en máquinas térmicas?

Accepted Answer

Conversión de calor en trabajo mecánico

Answer

Producción de hielo y alimentos

Answer

Control de la calidad ambiental

Question 2

En un ciclo de refrigeración, ¿cuál es el propósito del evaporador?

Accepted Answer

Absorber calor del espacio refrigerado

Answer

Expulsar calor al exterior

Answer

Comprimir el refrigerante

Answer

Expandir el refrigerante

Question 3

¿Qué concepto termodinámico es crucial para evaluar la eficiencia de los sistemas de aire acondicionado?

Accepted Answer

Coeficiente de rendimiento (COP)

Answer

Entropía

Answer

Capacidad térmica específica

Answer

Energía interna

Question 4

En un diagrama T-s, la curva que representa un proceso de expansión adiabática suele tener una pendiente:

Accepted Answer

Negativa

Answer

Positiva

Answer

Vertical

Answer

Horizontal

Question 5

La Segunda ley de la termodinámica establece que:

Accepted Answer

La entropía total de un sistema aislado nunca disminuye

Answer

La energía total del universo es constante

Answer

No es posible crear ni destruir energía

Answer

El calor siempre fluye de objetos calientes a fríos

Question 6

En un proceso de combustión, la energía química se convierte principalmente en:

Accepted Answer

Energía térmica

Answer

Energía eléctrica

Answer

Energía nuclear

Answer

Energía mecánica

Question 7

La ley termodinámica que afirma que la energía total del universo es constante es la:

Accepted Answer

Primera ley de la termodinámica

Answer

Tercera ley de la termodinámica

Answer

Cuarta ley de la termodinámica (no existe)

Answer

Segunda ley de la termodinámica

Question 8

En un sistema cerrado, la entropía:

Accepted Answer

Puede permanecer constante o aumentar

Answer

Puede ser negativa

Answer

Siempre disminuye

Answer

Siempre aumenta

Question 9

En un sistema de aire acondicionado, ¿cuál es la función del compresor?

Accepted Answer

Aumentar la presión y temperatura del refrigerante

Answer

Disminuir la presión y temperatura del refrigerante

Answer

Mantener constante la presión del refrigerante

Question 10

El principio de funcionamiento de una bomba de calor se basa en:

Accepted Answer

Ciclo de refrigeración inversa

Answer

Ciclo de Carnot

Answer

Ciclo de Rankine

Answer

Ciclo de Brayton

Question 11

Respecto a la entropía, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

Accepted Answer

Es una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema

Answer

Es una medida del trabajo realizado por un sistema

Answer

Es una medida de la energía potencial de un sistema

Question 12

En un proceso adiabático:

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno

Answer

El volumen del sistema permanece constante

Answer

La temperatura del sistema permanece constante

Question 13

¿Cuál de las siguientes reacciones es exotérmica?

Accepted Answer

Combustión de metano

Answer

Fusión del hielo

Answer

Vaporización del agua

Answer

Condensación del vapor

Question 14

El valor del coeficiente de transferencia de calor depende de:

Accepted Answer

Propiedades del fluido, geometría del sistema y condiciones de flujo

Answer

Solo las propiedades del fluido

Answer

Solo la geometría del sistema

Question 15

En un intercambiador de calor de carcasa y tubos, ¿qué fluido suele tener mayor velocidad y coeficiente de transferencia de calor?

Accepted Answer

El fluido que fluye por el interior de los tubos

Answer

El fluido que fluye por la carcasa

Answer

Ambos fluidos tienen la misma velocidad y coeficiente de transferencia de calor

Question 16

El principio de funcionamiento de una pila de combustible se basa en:

Accepted Answer

Reacción electroquímica exotérmica entre hidrógeno y oxígeno

Answer

Reacción nuclear entre hidrógeno y oxígeno

Answer

Reacción química endotérmica entre hidrógeno y oxígeno

Question 17

¿Cuál de las siguientes es una aplicación práctica de la termodinámica en ingeniería eléctrica?

Accepted Answer

Optimización del rendimiento de máquinas térmicas utilizadas en centrales eléctricas.

Answer

Diseño de sistemas de propulsión para aviones

Answer

Cálculo de la resistencia de puentes

Answer

Conservación de alimentos mediante procesos de congelación y refrigeración

Question 18

En un sistema de aire acondicionado, el refrigerante absorbe calor del ambiente en:

Accepted Answer

Evaporador

Answer

Condensador

Answer

Válvula de expansión

Answer

Compresor

Question 19

El factor que influye significativamente en la eficiencia de un ciclo termodinámico reversible, como el ciclo de Carnot, es:

Accepted Answer

La diferencia de temperatura entre los focos caliente y frío

Answer

El tipo de gas utilizado en el ciclo

Answer

La velocidad de las reacciones químicas en el sistema

Answer

El volumen del sistema

Question 20

Según la Segunda Ley de la Termodinámica, la entropía de un sistema aislado:

Accepted Answer

Aumenta irreversiblemente con el tiempo

Answer

Disminuye irreversiblemente con el tiempo

Answer

Permanece constante

Answer

Puede aumentar o disminuir dependiendo del sistema

Question 21

Un ejemplo de un sistema termodinámico abierto es:

Accepted Answer

Un motor de combustión interna

Answer

Un termo aislado

Answer

Una batería

Answer

Una célula solar

Question 22

El indicador de rendimiento para un sistema de refrigeración es el:

Accepted Answer

Coeficiente de rendimiento (COP)

Answer

Entropía generada

Answer

Capacidad de refrigeración

Answer

Eficiencia de Carnot

Question 23

La ecuación de estado de van der Waals para gases reales tiene en cuenta:

Accepted Answer

Las fuerzas intermoleculares y el volumen de las moléculas

Answer

Solo la temperatura del gas

Answer

Solo la presión del gas

Answer

Solo el volumen del gas

Question 24

El diagrama de Mollier para vapor de agua es una herramienta gráfica que se utiliza principalmente para:

Accepted Answer

Determinar propiedades termodinámicas como temperatura, presión y entalpía específica

Answer

Resolver problemas de transferencia de calor

Answer

Analizar sistemas de refrigeración

Answer

Diseñar turbinas de vapor

Question 25

¿Qué principio termodinámico describe la conservación de la energía en una máquina de vapor?

Accepted Answer

Primera ley de la termodinámica

Answer

Segunda ley de la termodinámica

Answer

Tercera ley de la termodinámica

Answer

Ley de los gases ideales

Question 26

Un aire acondicionado elimina el calor de una habitación mediante un proceso conocido como:

Accepted Answer

Ciclo de refrigeración

Answer

Ciclo de Rankine

Answer

Ciclo Brayton

Answer

Ciclo de Carnot

Question 27

Los factores principales que influyen en la eficiencia de un motor de combustión interna son:

Accepted Answer

Relación de compresión y temperatura de combustión

Answer

Tamaño de las válvulas

Answer

Número de cilindros

Question 28

¿Qué ley de la termodinámica establece que los procesos naturales son irreversibles?

Accepted Answer

Segunda ley de la termodinámica

Answer

Ley de los gases ideales

Answer

Primera ley de la termodinámica

Answer

Tercera ley de la termodinámica

Question 29

Los refrigeradores domésticos generalmente utilizan el siguiente ciclo de refrigeración:

Accepted Answer

Ciclo de compresión de vapor

Answer

Ciclo de Rankine

Answer

Ciclo de absorción

Answer

Ciclo de Brayton

Question 30

La capacidad de un sistema termodinámico para realizar trabajo se conoce como:

Accepted Answer

Energía libre

Answer

Entalpía

Answer

Entropía

Question 31

El parámetro utilizado para medir la eficiencia de un aire acondicionado es:

Accepted Answer

Coeficiente de rendimiento (COP)

Answer

Capacidad de enfriamiento

Answer

Potencia frigorífica

Answer

Rendimiento termodinámico

Question 32

El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico teórico que destaca por:

Accepted Answer

Alcanzar la máxima eficiencia posible entre dos temperaturas dadas.

Answer

Utilizar únicamente procesos adiabáticos.

Answer

Ser el ciclo más eficiente en aplicaciones prácticas.

Question 33

Un refrigerador funciona transfiriendo calor de un ambiente frío a uno caliente. Este proceso se basa en:

Accepted Answer

La segunda ley de la termodinámica.

Answer

La primera ley de la termodinámica.

Answer

La ley cero de la termodinámica.

Answer

La tercera ley de la termodinámica.

Question 34

¿Cuál de los siguientes factores NO influye directamente en la eficiencia de un ciclo de refrigeración?

Accepted Answer

El color del refrigerante.

Answer

La temperatura del ambiente frío.

Answer

La temperatura del ambiente caliente.

Answer

El tipo de compresor utilizado.

Question 35

Un motor de combustión interna genera trabajo mecánico mediante:

Accepted Answer

La expansión de gases calientes.

Answer

La absorción de calor del entorno.

Answer

La conversión de energía eléctrica en mecánica.

Question 36

La entropía de un sistema se define como:

Accepted Answer

Una medida del desorden o aleatoriedad del sistema.

Answer

Una medida de la capacidad del sistema para realizar trabajo.

Answer

Una medida de la energía total del sistema.

Question 37

Un proceso adiabático se caracteriza por:

Accepted Answer

La ausencia de intercambio de calor entre el sistema y el entorno.

Answer

La ausencia de cambio de volumen.

Answer

La ausencia de cambio de temperatura.

Question 38

La eficiencia de una máquina térmica se calcula como:

Accepted Answer

La relación entre el trabajo realizado y el calor absorbido.

Answer

La relación entre el calor cedido y el trabajo realizado.

Answer

La relación entre el calor absorbido y el calor cedido.

Question 39

Un acondicionador de aire utiliza un refrigerante para:

Accepted Answer

Absorber calor del aire interior y liberarlo al exterior.

Answer

Humidificar el aire interior.

Answer

Calentar el aire interior.

Question 40

Un motor de combustión interna convierte la energía térmica en trabajo mecánico. ¿Cuál de los siguientes factores NO influye directamente en la eficiencia térmica del motor?

Accepted Answer

La cantidad de combustible utilizado.

Answer

La presión del fluido de trabajo.

Answer

La temperatura del fluido de trabajo.

Answer

La capacidad calorífica específica del fluido de trabajo.

Question 41

En un ciclo de refrigeración, ¿qué tipo de proceso termodinámico se utiliza para absorber calor del espacio frío?

Accepted Answer

Expansión adiabática.

Answer

Transferencia de calor a volumen constante.

Answer

Transferencia de calor a presión constante.

Answer

Compresión adiabática.

Question 42

Los sistemas de aire acondicionado utilizan refrigerantes para enfriar un espacio. ¿Qué tipo de refrigerante se utiliza normalmente en estos sistemas?

Accepted Answer

Refrigerantes HFC (hidrofluorocarbonos).

Answer

Refrigerantes naturales (como amoníaco o CO2).

Answer

Refrigerantes CFC (clorofluorocarbonos).

Answer

Refrigerantes HCFC (hidroclorofluorocarbonos).

Question 43

La entropía es una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema. ¿Qué sucede con la entropía durante un proceso reversible?

Accepted Answer

La entropía permanece constante.

Answer

La entropía puede aumentar o disminuir dependiendo del proceso.

Answer

La entropía disminuye.

Answer

La entropía aumenta.

Question 44

Un motor térmico ideal opera entre dos temperaturas, T1 y T2, donde T1 > T2. ¿Cuál es la eficiencia máxima que puede alcanzar este motor?

Accepted Answer

(T1 - T2) / T1

Answer

(T1 + T2) / T1

Answer

(T1 + T2) / T2

Answer

(T1 - T2) / T2

Question 45

En una turbina de vapor, ¿cuál es el principal proceso termodinámico que ocurre al generar energía mecánica a partir del calor del vapor de agua?

Accepted Answer

Expansión adiabática.

Answer

Compresión adiabática.

Answer

Transferencia de calor a volumen constante.

Answer

Transferencia de calor a presión constante.

Question 46

En un refrigerador, ¿cuál de los siguientes componentes es responsable de absorber el calor del espacio frío?

Accepted Answer

El evaporador.

Answer

La válvula de expansión.

Answer

El compresor.

Answer

El condensador.

Question 47

La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. ¿Qué implica esta ley en relación con la eficiencia de un motor térmico?

Accepted Answer

Ningún motor térmico puede alcanzar una eficiencia del 100%.

Answer

La eficiencia de un motor térmico no está limitada por la segunda ley de la termodinámica.

Answer

La eficiencia de un motor térmico puede ser mayor que el 100%.

Question 48

En un sistema de aire acondicionado, ¿cuál es la función del condensador?

Accepted Answer

Liberar el calor absorbido del espacio frío al ambiente.

Answer

Reducir la presión del refrigerante.

Answer

Absorber el calor del espacio frío.

Question 49

La transferencia de calor por convección ocurre cuando:

Accepted Answer

El calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido.

Answer

El calor se transfiere por radiación electromagnética.

Answer

El calor se transfiere a través de un vacío.