Aplicaciones de la Termodinámica en Ingeniería Mecánica: Cuestionarios y Ejercicios

Question 1

¿Qué sistema termodinámico se caracteriza por el intercambio de masa y energía con su entorno?

Accepted Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema aislado

Answer

Sistema adiabático

Question 2

La termodinámica se ocupa principalmente del estudio de las relaciones entre:

Accepted Answer

Energía, calor y trabajo

Answer

Materia, energía y radiación

Answer

Fuerza, movimiento y aceleración

Answer

Electricidad, magnetismo y luz

Question 3

Entre las siguientes propiedades termodinámicas, ¿cuál es independiente de la cantidad de sustancia?

Accepted Answer

Temperatura

Answer

Energía

Answer

Volumen

Answer

Masa

Question 4

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el ciclo de Carnot es correcta?

Accepted Answer

Es un ciclo reversible que convierte calor en trabajo y viceversa, operando entre dos reservorios de calor a diferentes temperaturas.

Answer

Es un ciclo irreversible que convierte trabajo en calor.

Answer

Es un ciclo que no sigue las leyes de la termodinámica.

Question 5

¿Qué dispositivo convierte energía térmica en trabajo mecánico?

Accepted Answer

Motor térmico

Answer

Bomba de calor

Answer

Refrigerador

Answer

Aire acondicionado

Question 6

Un sistema cerrado...

Accepted Answer

Puede intercambiar calor pero no materia con el entorno.

Answer

Puede intercambiar materia pero no calor con el entorno.

Answer

Puede intercambiar tanto calor como materia con el entorno.

Answer

No puede intercambiar ni calor ni materia con el entorno.

Question 7

En un proceso adiabático...

Accepted Answer

No hay transferencia de calor hacia o desde el sistema.

Answer

La presión permanece constante.

Answer

El volumen permanece constante.

Answer

La temperatura permanece constante.

Question 8

¿Qué propiedad termodinámica mide el potencial máximo de un sistema para realizar trabajo?

Accepted Answer

Energía libre de Gibbs

Answer

Enthalpía

Answer

Temperatura

Answer

Entropía

Question 9

En un sistema de refrigeración, ¿cuál es el componente que absorbe calor del espacio que se quiere enfriar?

Accepted Answer

Evaporador

Answer

Condensador

Answer

Válvula de expansión

Answer

Compresor

Question 10

En un sistema de refrigeración por compresión de vapor, ¿qué fluido se utiliza como refrigerante?

Accepted Answer

Refrigerante (sustancia que cambia de fase)

Answer

Gas natural

Answer

Agua

Answer

Aceite

Question 11

En un motor de combustión interna de cuatro tiempos, ¿qué proceso tiene lugar en el cilindro durante la carrera de potencia?

Accepted Answer

Expansión de los gases de combustión

Answer

Admisión de la mezcla aire-combustible

Answer

Compresión de la mezcla aire-combustible

Answer

Escape de los gases de escape

Question 12

¿Cuál de los siguientes materiales tiene mayor conductividad térmica?

Accepted Answer

Cobre

Answer

Aire

Answer

Madera

Answer

Caucho

Question 13

¿Cuál de las siguientes aplicaciones de la termodinámica se emplea en el diseño y análisis de motores de combustión interna?

Accepted Answer

Ciclo de Otto

Answer

Bomba de calor

Answer

Refrigeración por evaporación

Answer

Turbina de vapor

Question 14

En un sistema de refrigeración, ¿qué principio termodinámico describe la dirección del flujo de calor?

Accepted Answer

Segunda ley de la termodinámica

Answer

Principio de conservación de la energía

Answer

Primera ley de la termodinámica

Answer

Ley de enfriamiento de Newton

Question 15

El rendimiento de un ciclo termodinámico está principalmente determinado por:

Accepted Answer

El área bajo la curva de calor y la temperatura de la fuente de calor

Answer

El volumen del sistema

Answer

La presión del ciclo

Question 16

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

Accepted Answer

Temperatura

Answer

Presión

Answer

Volumen

Answer

Entropía

Question 17

En un proceso adiabático, ¿qué propiedad del sistema se mantiene constante?

Accepted Answer

Entropía

Answer

Temperatura

Answer

Presión

Answer

Volumen

Question 18

¿Cuál de las siguientes aplicaciones de la termodinámica es fundamental en el diseño de sistemas de climatización?

Accepted Answer

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor

Answer

Ciclo Brayton

Answer

Ciclo Rankine

Answer

Ciclo Otto

Question 19

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

Accepted Answer

Presión

Answer

Temperatura

Answer

Volumen

Question 20

Un motor de combustión interna convierte la energía térmica en energía mecánica. ¿Qué principio termodinámico se aplica principalmente en este proceso?

Accepted Answer

La primera ley de la termodinámica (conservación de la energía)

Answer

La tercera ley de la termodinámica (imposibilidad del cero absoluto)

Answer

La segunda ley de la termodinámica (aumento de la entropía)

Question 21

Un refrigerador doméstico utiliza un ciclo de refrigeración para extraer calor de un espacio frío y transferirlo a un espacio caliente. ¿Qué ley de la termodinámica sustenta este proceso?

Accepted Answer

La segunda ley de la termodinámica (dirección de los procesos irreversibles)

Answer

La primera ley de la termodinámica (conservación de la energía)

Answer

La tercera ley de la termodinámica (imposibilidad del cero absoluto)

Question 22

Un proceso termodinámico reversible se caracteriza por:

Accepted Answer

La entropía del sistema permanece constante.

Answer

El trabajo realizado es mínimo.

Answer

El calor transferido es máximo.

Answer

El cambio de energía interna es cero.

Question 23

La eficiencia de un intercambiador de calor depende principalmente de:

Accepted Answer

El coeficiente de transferencia de calor

Answer

La viscosidad de los fluidos

Answer

La presión de los fluidos

Answer

El volumen de los fluidos

Question 24

El ciclo termodinámico ideal, que posee la máxima eficiencia térmica posible, es:

Accepted Answer

El ciclo de Carnot

Answer

El ciclo de Ericsson

Answer

El ciclo de Stirling

Answer

El ciclo de Rankine

Question 25

En un proceso adiabático:

Accepted Answer

No hay transferencia de calor con el entorno.

Answer

El volumen del sistema es constante.

Answer

La temperatura del sistema permanece constante.

Answer

La presión del sistema es constante.

Question 26

El aumento de temperatura observado durante la compresión de un fluido en un compresor se explica principalmente por:

Accepted Answer

La primera ley de la termodinámica (conservación de la energía)

Answer

La segunda ley de la termodinámica (aumento de la entropía)

Answer

La tercera ley de la termodinámica (imposibilidad del cero absoluto)

Question 27

El equilibrio térmico en un sistema termodinámico se caracteriza por:

Accepted Answer

Temperatura uniforme en todo el sistema

Answer

Volumen constante

Answer

Energía interna máxima

Answer

Presión constante

Question 28

En un sistema de calefacción por radiación, la cantidad de calor radiado está influenciada principalmente por:

Accepted Answer

La temperatura de la superficie radiante

Answer

La velocidad del viento

Answer

La densidad del aire

Answer

La presión atmosférica