Primer principio de la termodinámica: Cuestionarios y ejercicios interactivos

Question 1

¿En qué tipo de proceso la temperatura del sistema permanece constante?

Accepted Answer

Proceso isotérmico

Answer

Proceso isocórico

Answer

Proceso adiabático

Answer

Proceso isobárico

Question 2

Un gas se expande isotérmicamente desde un volumen de 2 L a 4 L. Si la presión inicial es de 100 kPa, calcula la presión final.

Accepted Answer

50 kPa

Answer

25 kPa

Answer

75 kPa

Answer

100 kPa

Question 3

¿Cuál de los siguientes procesos es reversible?

Accepted Answer

Transferencia de calor a través de una pared conductora

Answer

Compresión adiabática de un gas

Answer

Expansión de un gas en un vacío

Question 4

¿En qué tipo de sistema hay intercambio de masa con el entorno?

Accepted Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema macroscópico

Answer

Sistema aislado

Question 5

Un proceso adiabático es aquel en el que...

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno.

Answer

El volumen permanece constante.

Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

La presión permanece constante.

Question 6

El calor específico de una sustancia representa...

Accepted Answer

La cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 g de la sustancia en 1 °C.

Answer

La cantidad de calor necesaria para vaporizar 1 g de la sustancia.

Answer

La cantidad de calor necesaria para fundir 1 g de la sustancia.

Question 7

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es una consecuencia directa del primer principio de la termodinámica?

Accepted Answer

La energía total de un sistema aislado permanece constante

Answer

El trabajo es la única forma de transferencia de energía

Answer

El calor siempre fluye de los objetos calientes a los objetos fríos

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre disminuye

Question 8

¿Cuál de las siguientes unidades es la unidad SI de energía?

Accepted Answer

Julio (J)

Answer

Caloría

Answer

Btu

Answer

Erg

Question 9

Un sistema aislado experimenta un proceso en el que su temperatura aumenta. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la entropía del sistema?

Accepted Answer

Aumenta

Answer

No se puede determinar

Answer

Disminuye

Answer

Permanece constante

Question 10

¿Cuál de las siguientes transformaciones de energía no es espontánea?

Accepted Answer

Agua líquida convirtiéndose en hielo a temperatura ambiente

Answer

Fusión de metal

Answer

Combustión de madera

Question 11

Un sistema cerrado se encuentra inicialmente en equilibrio térmico con su entorno. Se agrega calor al sistema. ¿Qué sucede con la energía interna del sistema?

Accepted Answer

Aumenta

Answer

No se puede determinar

Answer

Disminuye

Answer

Permanece constante

Question 12

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera sobre un proceso adiabático?

Accepted Answer

No hay transferencia de calor entre el sistema y su entorno

Answer

El volumen del sistema permanece constante

Answer

La temperatura del sistema permanece constante

Question 13

Un sistema termodinámico realiza 200 J de trabajo sobre su entorno. Si la energía interna del sistema disminuye en 150 J, ¿cuánto calor se transfiere al sistema?

Accepted Answer

350 J

Answer

-350 J

Answer

200 J

Question 14

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la Primera Ley de la Termodinámica es correcta?

Accepted Answer

La energía se transforma de una forma a otra, pero la cantidad total de energía en un sistema cerrado permanece constante

Answer

La energía se puede crear o destruir en un sistema cerrado

Answer

La energía solo se puede transformar de formas de menor a mayor energía

Question 15

¿Qué ecuación representa la Primera Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

W = U - Q

Answer

U = Q + W

Answer

Q = U + W

Question 16

¿Qué tipo de sistema termodinámico permite el intercambio de energía en forma de calor y trabajo?

Accepted Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema adiabático

Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema aislado

Question 17

¿Cuál de las siguientes unidades se utiliza para medir el calor?

Accepted Answer

Julio

Answer

Pascal

Answer

Kelvin

Answer

Newton

Question 18

Cuando la temperatura de un sistema cerrado aumenta, ¿qué sucede con su energía interna?

Accepted Answer

Aumenta

Answer

Permanece igual

Answer

Puede aumentar o disminuir dependiendo del proceso

Answer

Disminuye

Question 19

¿Cuál de los siguientes procesos es adiabático?

Accepted Answer

Expansión de un gas en un recipiente aislado

Answer

Transferencia de calor a través de una pared conductora

Answer

Fusión de un sólido

Answer

Combustión de un combustible

Question 20

¿Qué afirmación sobre la entropía es verdadera?

Accepted Answer

Una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema

Answer

La entropía siempre disminuye en procesos irreversibles

Answer

La entropía puede ser creada o destruida

Question 21

Según el primer principio de la termodinámica, ¿qué sucede con la energía total de un sistema aislado?

Accepted Answer

La energía total de un sistema aislado permanece constante.

Answer

La energía total del sistema aislado aumenta con el tiempo.

Answer

La energía total del sistema aislado disminuye con el tiempo.

Answer

La energía total del sistema aislado puede aumentar o disminuir dependiendo de las condiciones.

Question 22

Un sistema recibe 100 kJ de calor y realiza 50 kJ de trabajo. ¿Cuál es la variación de su energía interna?

Accepted Answer

50 kJ

Answer

150 kJ

Answer

-150 kJ

Answer

-50 kJ

Question 23

¿Cuál de los siguientes procesos se considera adiabático?

Accepted Answer

La rápida expansión de un gas en un recipiente aislado.

Answer

Calentar agua en una olla abierta.

Answer

La fusión del hielo a temperatura constante.

Answer

La compresión lenta de un gas en un cilindro con un pistón móvil.

Question 24

Un motor térmico opera con una eficiencia del 50%. Si recibe 1000 kJ de calor, ¿cuánto trabajo puede realizar?

Accepted Answer

500 kJ

Answer

750 kJ

Answer

1000 kJ

Answer

250 kJ

Question 25

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el calor y el trabajo es correcta?

Accepted Answer

El calor es una forma de transferencia de energía debido a una diferencia de temperatura, mientras que el trabajo es una transferencia de energía debido a una fuerza que actúa sobre un objeto.

Answer

El trabajo es una forma de energía, mientras que el calor es una transferencia de energía.

Answer

El trabajo puede transformarse en calor, pero no al revés.

Answer

El calor y el trabajo son equivalentes.

Question 26

Un sistema cerrado experimenta un aumento de temperatura. ¿Qué podemos afirmar sobre su energía interna?

Accepted Answer

La energía interna del sistema ha aumentado.

Answer

La energía interna del sistema ha disminuido.

Answer

La energía interna del sistema permanece constante.

Answer

No se puede determinar la variación de la energía interna con la información proporcionada.

Question 27

¿Cuál de los siguientes procesos se considera isotérmico?

Accepted Answer

La expansión reversible de un gas ideal a temperatura constante.

Answer

La fusión del hielo a presión constante.

Answer

La combustión rápida de un combustible.

Answer

La compresión adiabática de un gas.

Question 28

¿Cuál de los siguientes dispositivos convierte la energía térmica en energía eléctrica?

Accepted Answer

Termopar

Answer

Motor de combustión interna

Answer

Dinamo

Answer

Turbina de vapor

Question 29

En un refrigerador, ¿qué proceso se utiliza para eliminar el calor del interior?

Accepted Answer

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor

Answer

Ciclo de Otto

Answer

Ciclo de Brayton

Answer

Ciclo de Rankine

Question 30

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta según el primer principio de la termodinámica?

Accepted Answer

La energía total de un sistema aislado permanece constante.

Answer

El calor siempre fluye de zonas frías a zonas calientes.

Answer

El cambio de entropía en un proceso reversible es cero.

Question 31

¿Cuál de los siguientes procesos es adiabático?

Accepted Answer

Combustión en un recipiente cerrado

Answer

Fusión del hielo a temperatura constante

Answer

Ebullición del agua en una olla abierta

Question 32

Un gas ideal se expande isotérmicamente desde una presión inicial de 2 atm a una presión final de 1 atm. Si el volumen inicial es de 2 m³, ¿cuál es el volumen final?

Accepted Answer

4 m³

Answer

8 m³

Answer

1 m³

Answer

2 m³

Question 33

¿Qué magnitud física se conserva según el primer principio de la termodinámica?

Accepted Answer

Energía

Answer

Masa

Answer

Momento lineal

Answer

Calor

Question 34

En un sistema aislado, ¿cómo evoluciona la energía total con el tiempo?

Accepted Answer

Permanece constante

Answer

Disminuye

Answer

Fluctúa aleatoriamente

Answer

Aumenta

Question 35

En termodinámica, ¿qué se entiende por calor transferido a un sistema?

Accepted Answer

Energía térmica transferida desde el entorno al sistema

Answer

Creación de nueva energía

Answer

Energía térmica transferida desde el sistema al entorno

Answer

Cambio en la energía interna del sistema

Question 36

¿Cómo se define la energía interna de un sistema?

Accepted Answer

La suma de la energía cinética y potencial de todas sus partículas

Answer

La energía total del sistema, incluyendo su energía interna y su energía potencial gravitatoria

Answer

La energía asociada al movimiento del sistema como un todo

Answer

La diferencia entre el trabajo realizado por el sistema y el calor que absorbe

Question 37

En un proceso adiabático, ¿qué condición se cumple respecto al intercambio de calor?

Accepted Answer

El sistema no intercambia calor con el entorno

Answer

El sistema intercambia calor con el entorno únicamente en forma de radiación

Answer

El sistema recibe trabajo del entorno pero no intercambia calor

Answer

El sistema realiza trabajo sobre el entorno pero no intercambia calor

Question 38

¿Cuál de las siguientes afirmaciones resume mejor el primer principio de la termodinámica?

Accepted Answer

La energía se conserva

Answer

El calor fluye espontáneamente de los objetos fríos a los calientes

Answer

La energía potencial de un objeto siempre es mayor que su energía cinética

Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta

Question 39

Un sistema absorbe 100 J de calor y realiza 50 J de trabajo. Según el primer principio de la termodinámica, ¿cuál es el cambio en su energía interna?

Accepted Answer

50 J

Answer

150 J

Answer

0 J

Answer

100 J

Question 40

Un proceso termodinámico es adiabático si:

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno

Answer

La temperatura del sistema permanece constante

Answer

El volumen del sistema permanece constante

Answer

El sistema está en equilibrio térmico

Question 41

En un proceso isotérmico, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

Accepted Answer

La temperatura del sistema permanece constante

Answer

El calor absorbido por el sistema es igual al trabajo realizado

Answer

La entropía del sistema disminuye

Answer

El cambio en la energía interna del sistema es cero

Question 42

¿Cuál de las siguientes unidades se utiliza para medir el trabajo?

Accepted Answer

Julio

Answer

Entropía

Answer

Kelvin

Answer

Caloría

Question 43

Un motor térmico funciona con un ciclo de Carnot. Si la temperatura de la fuente caliente es de 600 K y la temperatura de la fuente fría es de 300 K, ¿cuál es la máxima eficiencia teórica del motor?

Accepted Answer

50%

Answer

25%

Answer

75%

Answer

100%

Question 44

Según la segunda ley de la termodinámica, los procesos espontáneos siempre:

Accepted Answer

Aumentan la entropía total del universo

Answer

Disminuyen la entropía total del universo

Answer

Invierten la dirección del tiempo

Answer

No afectan la entropía total del universo

Question 45

Un sistema aislado tiene una entropía de 10 J/K. Según la segunda ley de la termodinámica, ¿qué es más probable que suceda?

Accepted Answer

La entropía del sistema aumentará

Answer

La energía interna del sistema aumentará

Answer

La entropía del sistema permanecerá constante

Answer

La entropía del sistema disminuirá

Question 46

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

Accepted Answer

Combustión

Answer

Licuefacción

Answer

Compresión isotérmica

Answer

Expansión adiabática

Question 47

En un sistema cerrado, ¿qué es lo que permanece constante?

Accepted Answer

Masa

Answer

Temperatura

Answer

Entropía

Answer

Energía