Aplicaciones de la Termodinámica: Máquinas Térmicas, Refrigeradores y Bombas de Calor

Question 1

Una máquina térmica recibe 1000 J de calor del foco caliente y cede 600 J al foco frío. Calcula su rendimiento, expresándolo en tanto por ciento.

Accepted Answer

40%

Answer

20%

Answer

60%

Question 2

Un refrigerador extrae 500 J de calor de un compartimento a 0 °C y cede 750 J al ambiente a 25 °C. Calcula el COP del refrigerador, expresándolo sin unidades.

Accepted Answer

2

Answer

3

Answer

1

Question 3

Un sistema cerrado intercambia 200 J de trabajo con el entorno. Si su energía interna aumenta en 300 J, ¿cuánto calor ha ganado o perdido?

Accepted Answer

Ganado 500 J

Answer

Ganado 200 J

Answer

Perdido 200 J

Answer

Perdido 500 J

Question 4

¿Cuál de las siguientes es una aplicación de la Segunda Ley de la Termodinámica?

Accepted Answer

El flujo espontáneo de calor de un foco caliente a uno frío.

Answer

La disminución de la entropía de un sistema aislado.

Answer

La creación de una máquina de movimiento perpetuo.

Question 5

Un gas ideal se encuentra en un recipiente a presión constante. Si su temperatura aumenta, ¿qué le ocurre a su volumen?

Accepted Answer

Aumenta

Answer

No cambia

Answer

Puede aumentar o disminuir

Answer

Disminuye

Question 6

En una reacción química exotérmica, ¿qué signo tiene la variación de entalpía?

Accepted Answer

Negativo

Answer

Cero

Answer

Depende de los reactivos y productos

Answer

Positivo

Question 7

En un motor de combustión interna, ¿qué proceso convierte el calor en trabajo?

Accepted Answer

Ciclo de Otto

Answer

Ciclo de Brayton

Answer

Ciclo de Carnot

Question 8

En un refrigerador, ¿qué proceso absorbe calor del compartimento frío y lo libera en el caliente?

Accepted Answer

Ciclo de refrigeración

Answer

Ciclo de Carnot

Answer

Ciclo de Otto

Answer

Ciclo de Brayton

Question 9

El límite de eficiencia de las máquinas térmicas está determinado por:

Accepted Answer

Ciclo de Carnot

Answer

Ciclo de Stirling

Answer

Ciclo de Otto

Answer

Ciclo de Brayton

Question 10

Un dispositivo que transfiere calor de una fuente de baja temperatura a una de alta temperatura usando energía externa se llama:

Accepted Answer

Bomba de calor

Answer

Refrigerador

Answer

Motor térmico

Answer

Turbina

Question 11

En un proceso isocórico, el:

Accepted Answer

Volumen permanece constante

Answer

Presión permanece constante

Answer

Proceso es adiabático

Answer

Temperatura permanece constante

Question 12

La ecuación de estado de un gas ideal que relaciona presión, volumen y temperatura es:

Accepted Answer

PV = nRT

Answer

PV = NkT

Answer

PV = nRT³

Answer

PV = nRT^2

Question 13

En un proceso isobárico, la:

Accepted Answer

Presión permanece constante

Answer

Proceso es adiabático

Answer

Volumen permanece constante

Answer

Temperatura permanece constante

Question 14

En un motor de combustión interna, ¿qué proceso genera la expansión de los gases que impulsan el pistón?

Accepted Answer

Combustión

Answer

Compresión

Answer

Admisión

Answer

Escape

Question 15

En una bomba de calor, el calor que se extrae de la fuente fría sirve para:

Accepted Answer

Calentar la fuente caliente

Answer

Impulsar el compresor

Answer

Reducir el consumo energético

Answer

Enfriar la fuente caliente

Question 16

¿Cuál de las siguientes aplicaciones NO está fundamentada en principios de la termodinámica?

Accepted Answer

Diseño de antenas

Answer

Refrigeradores

Answer

Centrales eléctricas

Answer

Motores de combustión

Question 17

El segundo principio de la termodinámica implica que:

Accepted Answer

La entropía del universo siempre crece

Answer

Los procesos reversibles son imposibles

Answer

El calor siempre fluye de cuerpos fríos a calientes

Answer

La energía del universo puede crearse o destruirse

Question 18

En un proceso isobárico, ¿qué magnitud se mantiene constante?

Accepted Answer

Presión

Answer

Energía interna

Answer

Temperatura

Answer

Volumen

Question 19

¿Cuál de estos es un ejemplo de sistema cerrado?

Accepted Answer

Un recipiente de gas sellado

Answer

Una habitación con ventanas abiertas

Answer

Un estanque con entradas y salidas de agua

Question 20

La eficiencia de un ciclo de Carnot depende de:

Accepted Answer

Las temperaturas de los depósitos frío y caliente

Answer

El tipo de gas utilizado

Answer

La velocidad de la expansión y la compresión

Answer

El volumen de los depósitos

Question 21

En un diagrama T-S, una isoterma es una curva que representa un proceso con:

Accepted Answer

Temperatura constante

Answer

Entropía constante

Answer

Volumen constante

Answer

Presión constante

Question 22

¿Qué máquina térmica tiene teóricamente mayor eficiencia?

Accepted Answer

Motor de Carnot

Answer

Motor diésel

Answer

Motor Otto

Answer

Motor Stirling

Question 23

¿Qué tipo de máquina térmica convierte la energía térmica en movimiento?

Accepted Answer

Motor térmico

Answer

Aire acondicionado

Answer

Refrigerador

Answer

Bomba de calor

Question 24

¿Cuál es el ciclo termodinámico que se utiliza en los motores de gasolina?

Accepted Answer

Ciclo de Otto

Answer

Ciclo de Stirling

Answer

Ciclo de Rankine

Answer

Ciclo de Carnot

Question 25

¿Qué tipo de refrigerante se utiliza habitualmente en los sistemas de refrigeración?

Accepted Answer

Hidrofluorocarbonos (HFC)

Answer

Bromuro de metilo

Answer

Amoníaco

Answer

Clorofluorocarbonos (CFC)

Question 26

¿Cuál es el propósito de un intercambiador de calor en un sistema de refrigeración?

Accepted Answer

Transferir calor entre el refrigerante y el exterior

Answer

Almacenar energía térmica

Answer

Regular la presión del refrigerante

Question 27

¿Qué principio termodinámico describe el flujo espontáneo de calor de un objeto caliente a uno frío?

Accepted Answer

Segunda ley de la termodinámica

Answer

Primera ley de la termodinámica

Answer

Tercera ley de la termodinámica

Answer

Principio de conservación de la energía

Question 28

¿Cuál es la unidad del coeficiente de rendimiento (COP) de un refrigerador?

Accepted Answer

Relación entre el calor absorbido y el trabajo realizado

Answer

Presión en pascales

Answer

Temperatura en grados Celsius

Answer

Energía en julios

Question 29

¿Qué factor afecta significativamente a la eficiencia de un motor térmico?

Accepted Answer

Relación de compresión

Answer

Tipo de combustible utilizado

Answer

Temperatura ambiente

Answer

Velocidad del motor

Question 30

¿Qué dispositivo utiliza el principio de la bomba de calor para calentar espacios?

Accepted Answer

Aire acondicionado con bomba de calor

Answer

Estufa de leña

Answer

Termo eléctrico

Answer

Caldera de gas

Question 31

¿Cuál es la propiedad termodinámica que mide la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado?

Accepted Answer

Capacidad calorífica

Answer

Energía libre

Answer

Entropía

Question 32

¿Qué proceso se define como aquel en el que la temperatura permanece constante?

Accepted Answer

Proceso isotérmico

Answer

Proceso isobárico

Answer

Proceso adiabático

Question 33

En un refrigerador, ¿cuál es el papel del condensador?

Accepted Answer

Enfriar el refrigerante y liberar calor al ambiente

Answer

Calentar el refrigerante y absorber calor del ambiente

Answer

Comprimir el refrigerante

Question 34

¿Cuál es el principio básico de funcionamiento de una bomba de calor?

Accepted Answer

Transferir calor de una fuente fría a una fuente caliente usando trabajo externo

Answer

Transferir calor de una fuente caliente a una fuente fría usando trabajo externo

Answer

Convertir energía eléctrica en calor directamente

Question 35

Entre las siguientes afirmaciones sobre el ciclo de Carnot, ¿cuál es verdadera?

Accepted Answer

Es un ciclo reversible e ideal que establece el límite superior de eficiencia para las máquinas térmicas

Answer

Produce más trabajo del que consume

Answer

Es el ciclo más fácil y económico de implementar en las máquinas térmicas prácticas

Answer

Funciona sin la necesidad de una fuente de calor externa

Question 36

¿Qué propiedad termodinámica determina la cantidad máxima de trabajo que puede realizar un sistema?

Accepted Answer

Energía libre de Gibbs

Answer

Temperatura

Answer

Entropía

Answer

Volumen

Question 37

¿Cuál es la ecuación diferencial de la energía libre de Gibbs para un sistema cerrado?

Accepted Answer

dG = VdP - SdT

Answer

dU = TdS - PdV

Answer

dH = TdS + VdP

Answer

dS = CvdT + (P/T)dV

Question 38

¿Cuál es la función de la constante universal de los gases, R, en la ecuación de estado de los gases ideales?

Accepted Answer

Establece la relación entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas ideal

Answer

Establece la relación entre la entropía y la energía interna de un gas ideal

Answer

Establece la relación entre la capacidad calorífica y la temperatura de un gas ideal

Question 39

¿Cómo se diferencian los procesos endotérmicos de los exotérmicos?

Accepted Answer

Los procesos endotérmicos absorben calor del entorno, mientras que los procesos exotérmicos liberan calor al entorno

Answer

Los procesos endotérmicos son irreversibles, mientras que los procesos exotérmicos son reversibles

Answer

Los procesos endotérmicos aumentan la temperatura del sistema, mientras que los procesos exotérmicos la disminuyen

Question 40

Proporcione un ejemplo de aplicación de la termodinámica en el campo de la ingeniería eléctrica.

Accepted Answer

Diseño de sistemas de refrigeración para equipos electrónicos

Answer

Diseño de circuitos eléctricos

Answer

Diseño de antenas