Transferencia de Calor

a) Una persona de 80 kg intenta bajar de peso subiendo una montaña para quemar el equivalente a una gran rebanada de un rico pastel de chocolate (700 Cal alimenticias). ¿A qué altura debe subir? b) Otra persona consume energía a razón de 150 W durante su trabajo, ¿qué cantidad de pan debe ingerir para poder trabajar durante una hora? (Calor de combustión del pan es 8000 cal/g). Considere que el 25% de la energía liberada del alimento se aprovecha como trabajo útil. R: a) 934 m, b) 64.5 g.

El aire en un cilindro a 20º C se comprime desde una presión inicial de 1 atm y un volumen de 800 cm³ hasta un volumen de 60 cm³. Suponiendo que el aire se comporta como un gas ideal (γ = 1.4) y que la compresión es adiabática, calcular la presión y temperatura final. Solución: usando la ecuación 13.14

Un proceso adiabático es aquel que se realiza sin transferencia de calor entre el sistema y los alrededores. En la realidad los verdaderos procesos adiabáticos no se producen, ya que no existe un aislante perfecto entre el sistema y el ambiente. Pero existen procesos reales que son casi o cuasiadiabáticos. Por ejemplo, si se comprime (o expande) un gas rápidamente, fluye muy poco calor entre el (o hacia fuera del) sistema y el proceso es cuasiadiabático. Estos procesos son comunes en la atmósfera, donde una masa de aire cerca del suelo, más cálida y menos densa que los alrededores, asciende verticalmente, arriba se encuentra con regiones de menor presión y se expande adiabáticamente (o cuasi), esa expansión produce enfriamiento, si la masa de aire tiene suficiente humedad, se produce la condensación, que origina la formación de nubes y probable precipitación. Suponga que un gas ideal experimenta una expansión cuasiadiabática. En cualquier instante durante el proceso, se supone que el

 Para un gas ideal monoatómico, se realiza el ciclo ABCDA que se ilustra en la figura 13.11. Considerando que nRT = 1000 J en A, calcular Q, W y ΔU en cada proceso del ciclo (suponer 1atm = 10⁵ Pa).  Solución: En A: se tiene PA VA = nRTA = 1000 J En B: PB VB = nRTB ⇒ nRTB = (4x10⁵ Pa)(0.01m³) = 4000 J En C: PC VC = nRTC ⇒ nRTC = (4x10⁵ Pa)(0.04m³) = 16000 J En D: PD VD = nRTD ⇒ nRTD = (1x10⁵ Pa)(0.04m³) = 4000 J