1. 1–1C
El enfoque clásico y el enfoque estadístico de la termodinámica representan dos
perspectivas diferentes para comprender y analizar los sistemas termodinámicos.
Enfoque Clásico:
Este enfoque se basa en las leyes macroscópicas de la termodinámica, que fueron
desarrolladas en el siglo XIX por físicos como Carnot, Clausius y Kelvin.
Se centra en variables macroscópicas como la temperatura, presión, volumen y energía
interna de un sistema.
Las leyes clásicas de la termodinámica, como la ley cero, la primera ley (ley de
conservación de la energía) y la segunda ley (ley de la entropía), son fundamentales en
este enfoque.
No se considera la naturaleza microscópica de las partículas individuales en el sistema.
Enfoque Estadístico:
Este enfoque utiliza la mecánica estadística para entender los sistemas termodinámicos.
La mecánica estadística busca explicar el comportamiento macroscópico de un sistema
en términos de las propiedades microscópicas de las partículas que lo componen.
Se basa en la idea de que las propiedades macroscópicas de un sistema son el resultado
del comportamiento promedio de un gran número de partículas que lo componen.
La entropía, que en el enfoque clásico es tratada como una cantidad termodinámica, en
el enfoque estadístico se relaciona con el número de microestados posibles de un
sistema.
La distribución de Boltzmann es fundamental en este enfoque, ya que relaciona la
probabilidad de encontrar un sistema en un estado particular con la energía de ese
estado y la temperatura del sistema.
2. 1-2C
No viola el principio de conservación de la, cuando el ciclista está pendiente abajo, su
altitud disminuye, lo que reduce su energía potencial gravitatoria. Esta energía se
convierte en energía cinética, ya que la velocidad del ciclista aumenta
3. 1-4C
La energía térmica siempre fluye desde el objeto más caliente al más frío, buscando
igualar las temperaturas de los sistemas en contacto.
4. 1-5C
La diferencia radica en que el kilogramo-masa es una medida de la cantidad de materia
de un objeto, mientras que el kilogramo-fuerza es una medida de la fuerza
5. 1-6C
La dimensión del año-luz es longitud porque el año-luz es una unidad de distancia
utilizada en astronomía para medir distancias a escalas intergalácticas. Un año-luz
representa la distancia que la luz viaja en un año en el vacío
6. 1-7C
En ambos casos la fuerza neta es cero
7. 1-9
Peso=200kg×9.8m/s2
Peso=1960 N Peso=1960N
8. 1-10
Masa total del sistema: La masa total del sistema es la suma de la masa del tanque y la
masa del agua. Masa total=Masa del tanque+Masa del agua
Masa total=3 kg+200 kg
Masa total=203 kg
Peso del sistema combinado: Para calcular el peso, multiplicamos la masa total del
sistema por la gravedad. Peso=Masa total×Gravedad
Peso=203 kg×9.8 m/s2
Peso=1989.4 N
9. 1-14
V=Q×t
Donde:
𝑉 es el volumen del tanque (en litros).
𝑄es el caudal de descarga de gasolina (en litros por segundo).
𝑡 es el tiempo de llenado (en segundos).
Despejando t, obtenemos la relación para el tiempo de llenado en términos de V y Q:
𝑡=𝑉/𝑄
10.1-18C
El radiador del automóvil debe ser analizado como un sistema abierto debido al flujo de
fluido constante que entra y sale del radiador, así como al intercambio de energía
térmica entre el agua del radiador y el aire circundante.
11.1-19C
utilizaría un enfoque combinado de análisis mecánico y termodinámico para
comprender completamente el funcionamiento de un compresor alternativo de cilindroémbolo de aire. Este tipo de sistema se clasificaría como un sistema mecánicotermodinámico debido a su naturaleza de convertir la energía mecánica en energía de
compresión utilizando principios termodinámicos.
Ciclo de compresión: Investigaría el ciclo termodinámico que experimenta el aire dentro
del compresor, desde la entrada de aire hasta su salida comprimida. Esto podría implicar
el estudio de ciclos como el ciclo Otto o el ciclo Brayton, dependiendo del tipo de
compresor.
Eficiencia: Evaluaría la eficiencia del compresor en términos de cuánta energía se
requiere para comprimir el aire en comparación con la energía suministrada por el
motor.
Transferencia de calor: Analizaría la transferencia de calor dentro del compresor y cómo
afecta al rendimiento y la eficiencia.
12.1-20C
Para analizar la lata de refresco al meterla en el refrigerador, consideraría que la lata de
refresco es un sistema cerrado.
Por lo tanto, al analizar el proceso de enfriamiento de la lata de refresco en el
refrigerador, se consideraría un sistema cerrado, ya que no hay intercambio de materia
con el entorno, pero sí hay intercambio de energía en forma de calor.
13.1-21C
la diferencia clave entre propiedades intensivas y extensivas radica en si su valor
depende o no de la cantidad de materia presente en el sistema. Las propiedades
intensivas son independientes de la cantidad de materia, mientras que las propiedades
extensivas varían en función de la cantidad de sustancia presente.
14.1-22C
el peso es una propiedad extensiva ya que su valor cambia en función de la cantidad de
materia
15.1-23C
SI, tanto la temperatura como la presión y el volumen de la habitación definen el estado
termodinámico del aire en la habitación aislada, sin embargo, en algunos casos puede
ser necesario considerar otras variables
16.1-24C
En este caso, el volumen específico molar se refiere al volumen ocupado por una
cantidad fija de sustancia, independientemente de cuánta cantidad de esa sustancia haya
en el sistema, por lo tanto, el volumen específico molar es una propiedad intensiva.
17.1-25C
Un proceso de cuasiequilibrio es un tipo de proceso termodinámico en el que un sistema
experimenta cambios en sus propiedades de manera que se mantiene muy cercano al
equilibrio en cada etapa del proceso.
los procesos de cuasiequilibrio son importantes en ingeniería porque facilitan el análisis,
el diseño y la optimización de sistemas, al tiempo que promueven la eficiencia, la
estabilidad y la seguridad
18.1-26C
Proceso Isotérmico:
Un proceso isotérmico es aquel en el que la temperatura del sistema se mantiene
constante durante todo el proceso.
Proceso Isobárico:
Un proceso isobárico es aquel en el que la presión del sistema se mantiene constante
durante todo el proceso.
Proceso Isocórico (o Isométrico):
Un proceso isocórico es aquel en el que el volumen del sistema se mantiene constante
durante todo el proceso.
19.1-27C
Para describir el proceso que experimenta el agua al enfriarse en la bañera, podría
utilizar un enfoque termodinámico. Por ejemplo, si el agua está más caliente que el
entorno, perderá calor hacia el ambiente más frío a su alrededor. Este proceso se llevará
a cabo hasta que el agua alcance la temperatura de equilibrio con su entorno. Durante
este proceso de enfriamiento, la energía térmica del agua se transfiere al ambiente
circundante, lo que hace que la temperatura del agua disminuya gradualmente.
20.1-28C
Este sistema podría clasificarse como un sistema de flujo o un sistema de transporte.
Específicamente, se podría considerar un sistema de flujo de fluidos, ya que se está
estudiando el comportamiento del gas en movimiento a través de una geometría
particular (la boquilla). Este tipo de sistema se caracteriza por el flujo de un fluido a
través de una superficie o estructura, y puede ser analizado utilizando principios de
mecánica de fluidos y termodinámica.
21.1-34
Temperatura en Kelvin=37°C+273.15K=310.15K
Por lo tanto, la temperatura en el interior del organismo de una persona saludable es de
aproximadamente 310.15 Kelvin
22.1-40C
SANGRADO NASAL (EPISTAXIS):
A altitudes elevadas, la presión atmosférica es menor que al nivel del mar. Esto significa
que la presión del aire en el exterior es menor que la presión dentro de las cavidades del
cuerpo, como la nariz.
En condiciones normales, los vasos sanguíneos dentro de la nariz están equilibrados y
no sangran. Sin embargo, cuando la presión atmosférica disminuye, la presión dentro de
los vasos sanguíneos en la mucosa nasal puede ser mayor que la presión exterior, lo que
puede causar que estos vasos se rompan y provoquen sangrado nasal.
DIFICULTAD PARA RESPIRAR:
A altitudes elevadas, la densidad del aire es menor y, por lo tanto, hay menos moléculas
de oxígeno disponibles en cada respiración.
El cuerpo humano está adaptado para funcionar a niveles normales de presión y
contenido de oxígeno al nivel del mar. A altitudes elevadas, el suministro reducido de
oxígeno puede dificultar la respiración y el suministro adecuado de oxígeno a los tejidos
y órganos.
La disminución del contenido de oxígeno en el aire puede provocar síntomas de
hipoxia, como mareos, fatiga, dificultad para respirar, confusión y, en casos extremos,
pérdida de conciencia.