Primer Principio de la Termodinámica: Cuestionarios y Ejercicios

Question 1

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa matemáticamente el primer principio de la termodinámica?

Accepted Answer

dQ = dU + dW

Answer

dP = dV + dT

Answer

dG = dH - TdS

Answer

dE = mc²

Question 2

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

Accepted Answer

50 J

Answer

150 J

Answer

0 J

Answer

-50 J

Question 3

¿Cuál de los siguientes procesos se clasifica como isocórico?

Accepted Answer

Reacción química en un recipiente cerrado y rígido

Answer

Expansión de un gas a presión constante

Answer

Compresión de un líquido

Question 4

Sobre un sistema adiabático, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

Accepted Answer

No hay intercambio de calor con el entorno.

Answer

La energía interna no cambia.

Answer

La temperatura permanece constante.

Answer

El trabajo realizado es cero.

Question 5

¿Qué expresión matemática representa la capacidad calorífica a presión constante?

Accepted Answer

C_p

Answer

dH/dT

Answer

C_v

Answer

dE/dT

Question 6

Un gas monoatómico ideal se calienta a presión constante de 1 atm, elevando su temperatura de 298 K a 373 K. ¿Cuál es el cambio de entropía experimentado por el gas?

Accepted Answer

R ln(1,25)

Answer

R ln(0,8)

Answer

0

Answer

R ln(2)

Question 7

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la energía libre de Gibbs?

Accepted Answer

Es un potencial termodinámico que determina la espontaneidad de un proceso a temperatura y presión constantes.

Answer

Representa la energía total de un sistema.

Question 8

Considerando una reacción química con una energía libre de Gibbs negativa, ¿qué se puede afirmar sobre dicha reacción?

Accepted Answer

Es espontánea en las condiciones especificadas.

Answer

Se encuentra en equilibrio en las condiciones especificadas.

Answer

Es no espontánea en las condiciones especificadas.

Question 9

Un motor térmico tiene una eficiencia del 60%. ¿Qué porcentaje del calor absorbido por el motor se convierte en trabajo?

Accepted Answer

60%

Answer

30%

Answer

40%

Question 10

Un sistema cerrado absorbe 50 J de calor y realiza 20 J de trabajo sobre el entorno. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema?

Accepted Answer

30 J

Answer

20 J

Answer

0 J

Answer

50 J

Question 11

Una característica del ciclo de Carnot es:

Accepted Answer

Eficiencia máxima para un intervalo de temperaturas dado.

Answer

Ausencia de procesos isotérmicos.

Answer

Dependencia de la naturaleza del fluido de trabajo.

Question 12

El Primer Principio de la Termodinámica establece que la:

Accepted Answer

Energía total de un sistema aislado permanece constante.

Answer

Energía interna de un sistema cerrado aumenta al recibir calor.

Answer

Entropía de un sistema aislado disminuye con el tiempo.

Question 13

Un sistema cerrado intercambia calor con su entorno. Si su energía interna disminuye, entonces:

Accepted Answer

El sistema ha realizado trabajo sobre su entorno.

Answer

La entropía del entorno ha aumentado.

Answer

La entropía del sistema ha disminuido.

Answer

El entorno ha realizado trabajo sobre el sistema.

Question 14

La entalpía de un sistema a presión constante es:

Accepted Answer

La suma de su energía interna y el producto de su presión y volumen.

Answer

La diferencia entre su energía interna y su energía libre de Gibbs.

Answer

El doble de su energía interna.

Question 15

El Segundo Principio de la Termodinámica implica que:

Accepted Answer

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

Answer

Los procesos espontáneos siempre son endotérmicos.

Answer

La energía total de un sistema aislado siempre permanece constante.

Answer

El calor siempre fluye del cuerpo más frío al más caliente.

Question 16

Un refrigerador funciona aprovechando:

Accepted Answer

El ciclo de refrigeración inverso.

Answer

El principio de incertidumbre.

Answer

La ley de Ohm.

Answer

La ecuación de Navier-Stokes.

Question 17

La eficiencia de una máquina térmica está limitada por:

Accepted Answer

El ciclo de Carnot.

Answer

La ley de Coulomb.

Answer

El principio de Le Chatelier.

Answer

La ecuación de Schrödinger.

Question 18

El coeficiente de rendimiento de una máquina Carnot depende de:

Accepted Answer

Las temperaturas de las fuentes de calor y frío.

Answer

La presión del gas de trabajo.

Answer

La constante de Boltzmann.

Answer

El volumen del cilindro.

Question 19

La entropía es una medida de:

Accepted Answer

El grado de desorden molecular.

Answer

El trabajo.

Answer

La energía interna.

Answer

La temperatura.

Question 20

¿Cuál de las siguientes afirmaciones resume mejor el Primer Principio de la Termodinámica?

Accepted Answer

La energía total de un sistema aislado permanece constante.

Answer

La entropía de un sistema cerrado siempre aumenta.

Answer

El calor siempre fluye del objeto más frío al más caliente.

Question 21

Un sistema absorbe 100 kJ de calor y realiza 50 kJ de trabajo. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema?

Accepted Answer

50 kJ

Answer

150 kJ

Answer

100 kJ

Answer

0 kJ

Question 22

¿Cuál de los siguientes procesos es exotérmico?

Accepted Answer

Combustión de gasolina

Answer

Evaporación de agua

Answer

Fusión de hielo

Answer

Condensación de vapor

Question 23

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe el equilibrio térmico?

Accepted Answer

El sistema y su entorno tienen la misma temperatura.

Answer

El sistema es exotérmico.

Answer

El sistema gana calor a la misma velocidad que lo pierde.

Question 24

Un motor térmico recibe 100 kJ de calor de una fuente de calor y realiza 40 kJ de trabajo. ¿Cuál es su eficiencia térmica?

Accepted Answer

40%

Answer

100%

Answer

20%

Answer

60%

Question 25

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa el Primer Principio de la Termodinámica?

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

P V = n R T

Answer

S = k log W

Answer

ΔT = Q / C

Question 26

Un gas ideal se comprime isotérmicamente, lo que significa que su temperatura permanece constante. ¿Qué ocurre con el volumen del gas?

Accepted Answer

Disminuye.

Answer

Aumenta.

Answer

No es posible conocerla sin información adicional.

Answer

Permanece constante.