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Formas de energía2-1C ¿Cuál es la diferencia entre las formas macroscópica y microscópica de energía?Respuesta: Las formas macroscópicas de la energía son las que poseen un sistema en un conjunto con respecto a un marco de referencia exterior las formas microscópicas de energía, por el contrario, so...

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Formas de energía 2-1C ¿Cuál es la diferencia entre las formas macroscópica y microscópica de energía? Respuesta: Las formas macroscópicas de la energía son las que poseen un sistema en un conjunto con respecto a un marco de referencia exterior las formas microscópicas de energía, por el contrario, son los relacionados con la estructura molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular y son independientes del exterior. 2-2C ¿Qué es la energía total? Nombre las distintas formas de energía que constituyen la energía total. Respuesta: Todas las formas juntas de la energía forman la energía total# se constituyen con la energía magnética, eléctrica, de superficie y de tensión 2-3C ¿Cómo se relacionan entre sí el calor, la energía interna y la energía térmica? Respuesta: La energía térmica es la forma sensible y latente de la energía interna y se conoce como calor en el diario vida. 2-4C ¿Qué es energía mecánica? ¿En qué difiere de la energía térmica? ¿Cuáles son las formas de energía mecánica en un flujo de fluido? Respuesta: La energía mecánica es la forma de energía que se puede convertir en trabajo mecánico completamente y directamente por un dispositivo mecánico tal como una hélice. Se diferencia de la energía térmica en energía térmica que no se puede convertir a trabajar directa y completamente. Las formas de energía mecánica de una corriente de fluido son cinéticas, potencial, y las energías fluyan. 2-5C El gas natural, formado principalmente por metano CH 4, es un combustible y una de las principales fuentes de energía. ¿Se puede decir lo mismo del hidrógeno gaseoso, H2? Respuesta: Hidrógeno es también un combustible, ya que puede ser quemado, pero no es una fuente de energía ya que no hay reservas de hidrógeno en el mundo. El hidrógeno puede obtenerse a partir de agua mediante el uso de otra fuente de energía, como la energía solar o nuclear, y luego el hidrógeno obtenido se puede utilizar como combustible para alimentar automóviles o generadores. Por lo tanto, es más adecuado para ver de hidrógeno es un portador de energía de una fuente de energía. Transferencia de Energía por Calor y Trabajo 2-18C ¿En qué formas puede la energía cruzar las fronteras de un sistema cerrado? Respuesta: Energía puede cruzar los límites de un sistema cerrado en dos formas: calor y trabajo. 2-19C ¿Cuándo es calor la energía que cruza las fronteras de un sistema cerrado, y cuándo es trabajo? Respuesta: La forma de energía que cruza la frontera de un sistema cerrado a causa de una diferencia de temperatura es el calor; todas las demás formas son el trabajo. 2-20C ¿Qué es un proceso adiabático? ¿Qué es un sistema adiabático?

Respuesta: Un proceso adiabático es un proceso durante el cual no hay transferencia de calor. Un sistema que no intercambiar el calor con su entorno es un sistema adiabático. 2-21C ¿Qué son funciones de punto y de trayectoria? Describa algunos ejemplos. Respuesta: Las funciones de punto dependen solo del estado, mientras que las funciones de ruta dependen de la ruta seguida durante un proceso. Las propiedades de las sustancias son funciones puntuales, el calor y el trabajo son funciones de ruta. 2-22C Un automóvil va a velocidad constante por un camino. Determine la dirección de las interacciones de calor y trabajo, suponiendo que el sistema es el siguiente: a) el radiador del automóvil, b) el motor, c) las ruedas, d) el camino y e) el aire del exterior. Respuesta: a) Transferencia de calor del radiador al ambiente b) Transferencia de calor del motor al refrigerante/ambiente. Trabajo desde el motor al cigüeñal (transmisión) c) Transferencia de calor de las ruedas calientes hacia el aire y pavimento. (Pierde calor) d) Ligera transferencia de calor desde las ruedas hacia el pavimento. (Gana calor) e) Transferencia de calor de los componentes calientes del automóvil y trabajo al chocar con el aire. 2-23C Puede cambiarse la longitud de un resorte a) aplicándole una fuerza o b) cambiando su temperatura (por dilatación térmica). ¿Qué tipo de interacción energética entre el sistema (el resorte) y sus alrededores se requiere para cambiar su longitud en esas dos formas? Respuesta: Cuando la longitud del resorte se cambia mediante la aplicación de una fuerza a la misma, la interacción es una interacción de trabajo, ya que implica una fuerza que actúa a través de un desplazamiento. Es necesaria una interacción de calor para cambiar la temperatura (y, por lo tanto, la longitud) del resorte 2-24C Un refrigerador eléctrico está en un recinto. Determine la dirección de las interacciones de trabajo y de calor (entra o sale energía) cuando se considera que el sistema es el siguiente: a) el contenido del refrigerador, b) todas las partes del refrigerador, incluyendo el contenido, y c) todo lo que está dentro del recinto, durante un día invernal. Respuesta: a) Sale calor, desde el contenido hacia las paredes del refrigerador. Gana calor desde el aire pues el aire se encuentra a mayor temperatura. b) Las partes frías del refrigerador ganan calor desde el aire atmosférico. Las partes más calientes del refrigerador al aire del reciento. Y trabajo eléctrico está siendo agregado mediante el sistema de refrigeración c) Hay transferencia de calor desde el recinto hacia el exterior (invierno). Hay ingreso de trabajo eléctrico

2-25C Se examinará una computadora personal desde un punto de vista termodinámico. Determine la dirección de las transferencias de trabajo y calor (entra o sale energía) cuando se considera que el sistema es a) el teclado, b) la pantalla, c) la unidad procesadora y d) todo lo anterior. Respuesta: a) como uno tipos en el teclado, las señales eléctricas se producen y se transmite a la unidad de procesamiento. Simultáneamente, la temperatura de las partes eléctricas se incrementa ligeramente. El trabajo realizado en las teclas cuando son deprimido es el trabajo realizado sobre el sistema (es decir, el teclado). El flujo de corriente eléctrica (con su caída de tensión) funciona en el teclado. Puesto que la temperatura de las partes eléctricas del teclado es algo mayor que el de la rodea aire, hay una transferencia de calor desde el teclado para el aire circundante. b) El monitor es alimentado por la corriente eléctrica suministrada a la misma. Esta corriente (y la caída de tensión) es el trabajo hecho en el sistema (es decir, controlar). Las temperaturas de las partes eléctricas de la pantalla son más altos que el de la rodea aire. Por lo tanto, existe una transferencia de calor a los alrededores. c) La unidad de proceso es como el monitor en ese trabajo de electricidad que se hace en él mientras se transfiere calor a los alrededores. d) Toda la unidad se ha hecho el trabajo eléctrico en él, y el trabajo mecánico realizado sobre él para presionar las teclas. También transfiere calor desde todas sus partes eléctricas a los alrededores. Formas mecánicas de trabajo 2-28C Un coche acelera del reposo hasta 85 km/h en 10 s. ¿Sería diferente la cantidad de energía transferida al vehículo si acelerara en 5 s hasta la misma velocidad? Respuesta: Si un auto acelera del reposo a 85 km/h en 10 ó 5 segundos tenemos que la energía suministrada al vehículo será la misma, pues la energía cinética no depende del tiempo. La energía cinética es Ec = (1/2)·m·V², entonces, no importa en cuánto tiempo se llegue a los 80 km/h la energía que tendrá el carro será igual, y esta energía será cinética. La primera ley de la termodinámica 2-40C Para un ciclo, ¿el trabajo neto es necesariamente cero? ¿Para qué clase de sistemas será éste el caso? Respuesta: No. Este es el caso solo para sistemas adiabáticos 2-41C ¿Cuáles son los diferentes mecanismos para transferir energía a o desde un volumen de control? Respuesta: La energía se puede transferir hacia o desde un volumen de control como calor, diversas formas de trabajo y transporte en masa. 2-42C En un día cálido de verano, un estudiante pone en marcha su ventilador cuando sale de su habitación por la mañana. Cuando regrese por la tarde, ¿el cuarto estará más caliente o más fresco

que los cuartos vecinos? ¿Por qué? Suponga que todas las puertas y ventanas se mantienen cerradas. Respuesta: Más cálido. Porque la energía se agrega al aire de la habitación en forma de trabajo eléctrico. Eficiencias de conversión de energía 2-56C ¿Qué es eficiencia mecánica? ¿Qué significa una eficiencia mecánica de 100 por ciento en una turbina hidráulica? Respuesta: La eficiencia mecánica se define como la relación entre la salida de energía mecánica y la entrada de energía mecánica. Una eficiencia mecánica del 100% para una turbina hidráulica significa que toda la energía mecánica del fluido se convierte en trabajo mecánico (eje). 2-57C ¿Cómo se define la eficiencia combinada de una bomba acoplada con un motor? ¿Puede la eficiencia combinada de motor bomba ser mayor que la eficiencia del motor o de la bomba? Respuesta: La eficiencia combinada de la bomba y el motor de un sistema de bomba / motor se define como la relación entre el aumento de la energía mecánica del fluido y el consumo de energía eléctrica del motor. La eficiencia combinada de la bomba y el motor no puede ser mayor que la eficiencia de la bomba o del motor, ya que tanto la eficiencia de la bomba como la del motor son menores que 1, y el producto de dos números que son menores que uno es menor que cualquiera de los números. 2-58C Defina la eficiencia de una turbina, de un generador y del turbogenerador. Respuesta: La eficiencia de la turbina, la eficiencia del generador y la eficiencia combinada de la turbina-generador se definen de la siguiente manera:

2-59C ¿Puede ser mayor la eficiencia combinada de un turbogenerador, que la eficiencia de su turbina o de su generador? Explique. Respuesta: No, la eficiencia combinada de la bomba y el motor no puede ser mayor que la eficiencia de la bomba o la eficiencia del motor. Esto se debe a que n bomba-motor = nbombanmotor, y tanto nbomba como nmotor son menos de uno. y un número se vuelve más pequeño cuando se multiplica por un número más pequeño que uno. Energía y ambiente 2-79C ¿Cómo afecta la conversión de energía al ambiente? ¿Cuáles son las principales sustancias que contaminan el aire? ¿Cuál es la fuente principal de esos contaminantes?

Respuesta: Energía contamina el suelo, el agua y el aire, y la contaminación ambiental es una grave amenaza para la vegetación, la vida silvestre y la salud humana. Las emisiones emitidas durante la combustión de combustibles fósiles son los responsables del smog, la lluvia ácida y el calentamiento global y el cambio climático. Los productos químicos primarios que contaminan el aire son los hidrocarburos (HC, también se hace referencia a los compuestos orgánicos volátiles, como COV), óxidos de nitrógeno (NOx), y monóxido de carbono (CO). El primario fuente de estos contaminantes es los vehículos de motor. 2-80C ¿Qué es esmog? ¿De qué está formado? ¿Cómo se forma ozono al nivel cercano al suelo? ¿Cuáles son los efectos adversos del ozono sobre la salud humana? Respuesta: smog es la neblina marrón que se acumula en una gran masa de aire estancado, y se cierne sobre las zonas pobladas en calma caliente días de verano. Smog se compone principalmente de ozono troposférico (O3), pero también contiene otras numerosas sustancias químicas, incluyendo monóxido de carbono (CO), partículas tales como hollín y polvo, compuestos orgánicos volátiles (COV) tales como benceno, butano y otros hidrocarburos. El ozono troposférico se forma cuando los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno reaccionan de la presencia de la luz del sol en días de calma calientes. El ozono irrita los ojos y daña los sacos de aire en los pulmones, donde el oxígeno y dióxido de carbono se intercambian, causando eventual endurecimiento de este tejido suave y esponjoso. También causa dificultad para respirar, sibilancias, fatiga, dolores de cabeza, náuseas y agravan los problemas respiratorios como el asma. 2-81C ¿Qué es lluvia ácida? ¿Por qué se llama “lluvia”? ¿Cómo se forman los ácidos en la atmósfera? ¿Cuáles son los efectos adversos de la lluvia ácida sobre el medio ambiente? Respuesta: Los combustibles fósiles incluyen pequeñas cantidades de azufre. El azufre en el combustible reacciona con el oxígeno para formar dióxido de azufre (SO 2), que es un contaminante del aire. Los óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno reaccionan con el vapor de agua y otros productos químicos de alta en el ambiente en presencia de luz solar para formar ácidos sulfúrico y nítrico. Los ácidos formados generalmente se disuelven en la suspensión gotas de agua en las nubes o la niebla. Estas gotitas de ácido cargado se lavan desde el aire en el suelo por la lluvia o la nieve. Esto es conocido como lluvia ácida. Se llama "lluvia", ya que se trata con gotas de lluvia. Como resultado de la lluvia ácida, muchos lagos y ríos en las zonas industriales se han convertido en demasiado ácido para los peces crezcan. Los bosques en esas áreas también experimentan una muerte lenta debido a la absorción de los ácidos a través de sus hojas, agujas, y raíces. Incluso mármol estructuras se deterioran debido a la lluvia ácida. 2-82C ¿Por qué el monóxido de carbono es un contaminante peligroso en el aire? ¿Cómo afecta a la salud humana, a bajas y a altas concentraciones? Respuesta: El monóxido de carbono, que es un gas incoloro, inodoro y venenoso que priva a los órganos del cuerpo obtenga suficiente oxígeno mediante la unión con las células rojas de la sangre que de otro modo transportar oxígeno. A niveles bajos, monóxido de carbono disminuye la cantidad de oxígeno suministrada al cerebro y otros órganos y músculos, reduce las reacciones del cuerpo y los reflejos y limita total juicio. Se plantea una grave amenaza para las personas con enfermedades del corazón debido a la fragilidad del sistema circulatorio y para los fetos debido a las necesidades de oxígeno del cerebro en desarrollo. En niveles altos, puede ser fatal, como lo

demuestra numerosas muertes causadas por coches que se calientan en garajes cerrados o por los gases de escape con fugas a los coches. 2-83C ¿Qué es el efecto invernadero? Describa cómo el exceso de CO2 en la atmósfera causa el efecto invernadero. ¿Cuáles son las consecuencias potenciales del efecto invernadero a largo plazo? ¿Cómo podemos combatir este problema? Respuesta: Dióxido de carbono (CO 2), vapor de agua, y cantidades traza de algunos otros gases tales como metano y óxidos de nitrógeno acto como una manta y mantener la tierra caliente en la noche al bloquear el calor irradiado por la Tierra. Esto se conoce como efecto invernadero. El efecto invernadero hace que la vida en la tierra es posible manteniendo la tierra caliente. Pero cantidades excesivas de estos gases perturban el equilibrio delicado atrapando demasiada energía, que provoca que la temperatura media de la tierra hasta suben y el clima en algunas localidades para cambiar. Estas consecuencias indeseables del efecto invernadero se denominan el calentamiento global o cambio climático global. El efecto invernadero puede reducirse mediante la reducción de la producción neta de CO 2 por consume menos energía (por ejemplo, mediante la compra de coches de energía eficientes y electrodomésticos) y la plantación de árboles. Tema especial: mecanismos de transferencia de calor 2-89C ¿Cuáles son los mecanismos de transferencia de calor? Respuesta: Los tres mecanismos de transferencia de calor son la conducción, convección y radiación. 2-90C ¿Cuál conduce mejor el calor, el diamante o la plata? Respuesta: El diamante tiene una conductividad térmica mayor que la plata, y por lo tanto diamante es un mejor conductor de calor 2-91C ¿Llega alguna parte de energía solar a la Tierra por conducción o convección? Respuesta: No. Es puramente por la radiación. 2-92C ¿En qué difiere la convección forzada de la convección natural? Respuesta: En convección forzada, el fluido es forzado a moverse por medios externos, como un ventilador, bomba o el viento. El fluido movimiento en convección natural se debe únicamente a efectos de flotabilidad. 2-93C ¿Qué es un cuerpo negro? ¿En qué difieren los cuerpos reales de un cuerpo negro? Respuesta: Un cuerpo negro es un cuerpo idealizado que emite la máxima cantidad de radiación a una temperatura dada, y que absorbe toda la radiación incidente sobre ella. Los cuerpos reales emiten y absorben menos radiación de un cuerpo negro a la misma la temperatura. 2-94C Defina emisividad y absorbencia. ¿Cuál es la ley de Kirchhoff de la radiación? Respuesta: La emisividad es la proporción de la radiación emitida por una superficie a la radiación emitida por un cuerpo negro a la misma la temperatura. Absorbencia es la fracción de radiación incidente sobre una superficie que es absorbida por la superficie. El de Kirchhoff ley de radiación

establece que la emisividad y la absortividad de una superficie son iguales a la misma temperatura y longitud de onda....