Universidad de los Andes
Facultad de Ciencias
Departamento de Física
Examen No. 2, Intensivo de Física 21

Nombre:
C.I.:

1. Cerca del cero absoluto, la capacidad calórica molar del Aluminio varía con la temperatura absoluta T y está dada por
   
   $$C=3\times 10^{-5}T^3 J/(mol.K^4).$$
   
   
   ¿Cuánto calor hace falta para elevar la temperatura de 9 gr de Aluminio desde 2K hasta 3K? (la masa molar del Aluminio es aproximadamente 27 gr/mol) (2 ptos.)

2. Demuestre que en un proceso adiabático, un gas ideal satisface la relación $pV^\gamma=$ constante, donde $\gamma$ es el radio de capacidades calóricas. (2 ptos.)

3. Un motor a gasolina y de combustión interna se puede aproximar por un ciclo $abcda$ (ver figura en la pizarra): $ab$ es un proceso isócoro desde la presión $p_a$ hasta la presión $p_b$ (considere $p_b=3p_a$); $bc$ expansión adiabática desde $V_b=V_a$ hasta $V_c=V_d$; $cd$ proceso isócoro desde $p_c$ hasta $p_d$ ($p_d<p_c$); $da$ compresión adiabática (considere $V_d=4V_a$). Considere además que la sustancia de trabajo es un gas ideal monoatómico. a) Determine la presión y la temperatura en cada vértice del diagrama $pV$ en términos de $p_a$ y $T_a$; b) Calcule el rendimiento del ciclo. (3 ptos.)

4. Un mol de un gas ideal monoatómico es sometido al ciclo $1231$ (ver figura en la pizarra): $12$ proceso isotérmico; $23$ proceso isócoro; $31$ proceso adiabático. Determine en términos de $p_1$, $V_1$, $T_1$ y $R$: a) $p_2$, $p_3$ y $T_3$; b) $W$, $Q$, $\Delta E_i$ y $\Delta S$. (3 ptos.)

Prof. W. Barreto
06.08.04