Leyes de los gases, calor y métodos de transferencia

Si a nivel del mar le compran un globo inflado con helio a un niño y lo lleva a Bogotá, el niño aprecia que el globo

• Aumenta su volumen debido a la disminución de la presión atmosférica

• Disminuye su volumen debido a que la presión atmosférica aumenta

• No tuvo cambio en su tamaño debido a la presión que ejerce el Helio

• Aumenta su volumen debido al incremento de presión atmosférica

Cuando un objeto se sumerge en un líquido, actúan dos fuerzas sobre este: la fuerza de empuje que el líquido ejerce sobre el objeto y el peso del objeto. Dos estudiantes observan que, cuando sumergen una bola de tenis y una bola de billar en la piscina, la bola de billar se hunde y la bola de tenis flota. Las fuerzas que actúan sobre las dos pelotas sumergidas se muestran en la figura.

Los estudiantes saben que la fuerza de empuje es mayor que el peso si la densidad del líquido es mayor que la del objeto. ¿Cómo son las densidades de las bolas de tenis y de billar, respecto a la densidad del agua?

• Iguales a la densidad del agua

• La densidad de la bola de billar es mayor que la del agua y la densidad de la bola de tenis es menor que la del agua.

• Menores que la densidad del agua.

• La densidad de la bola de billar es menor que la del agua y la densidad de la bola de tenis es mayor que la del agua

Una olla con agua hierve a una temperatura de 100ºC, cuando la altura sobre el nivel del mar es 0km.

Teniendo en cuenta que el punto de ebullición corresponde a la temperatura a la cual la presión del vapor del gas iguala a la presión atmosférica, si se pone a calentar la misma cantidad de agua a una altura de 25 km, puede afirmarse que el agua

• hierve a una temperatura menor a 100ºC, porque la presión es menor a esta altura

• hierve a una temperatura mayor a 100ºC porque la presión es menor a esta altura

• nunca hierve, porque en esta altura hay muy poca cantidad de aire

• se congela, porque al no haber aire el agua pasará a estado sólido

La figura describe un dispositivo usado para medir la presión atmosférica. Un tubo largo que primero se llena completamente de mercurio, se invierte dentro de un recipiente, sin permitir que entre aire. El nivel de mercurio en el recipiente a nivel del mar asciende a 760 milímetros.

Si la experiencia se realiza ahora en la cima del monte Everest, la columna de mercurio

• Asciende más de 760 mm, porque en la cima del Everest, la presión atmosférica es mayor que a nivel del mar

• Asciende 380 mm, porque en la cima del Everest, la temperatura es menor que a nivel del mar

• Asciende menos de 760 mm, porque en la cima del Everest, la presión atmosférica es mayor que a nivel del mar

• Asciende menos de 760 mm, porque en la cima del Everest, la presión atmosférica es menor que a nivel del mar

Un balón de laboratorio lleno de agua se calienta con un mechero. Cuando alcanza su punto de ebullición empieza a transformarse en vapor y a llenar todo el balón. Luego se tapa y el mechero se retira y se coloca en una ducha fría.

Finalmente la presión en el punto A dentro del balón

• Es mayor que la presión atmosférica

• Es menor que la presión atmosférica

• Es igual que la presión atmosférica

• No depende de la temperatura del vapor

La teoría cinética de los gases afirma que PV=nRT. Si una porción de gas se lleva del estado 1 al estado 3 a través de los procesos mostrados en el siguiente diagrama.

A partir de esta información se puede afirmar que la mayor presión corresponde a:

• el punto 1

• el punto 2

• el punto 3

• todos los puntos del proceso 2-3

El siguiente es un modelo del movimiento molecular que gobierna la temperatura: Sabemos que las partículas en un sistema más caliente se mueven más rápido que las de un sistema más frío. Cuando dos de estos sistemas se ponen en contacto, sus partículas interactúan y chocan entre sí. Cuando eso ocurre, las partículas más rápidas en el sistema más caliente (color rojo) transfieren parte de su energía en forma de energía térmica (o calor) a las más lentas en el sistema más frío (color azul). Esto se muestra en la secuencia 1-2-3-4-5.

A partir de la información, ¿qué será cierto respecto a las partículas en los dos sistemas al final de la secuencia? (Seleccione uno o más)

• Tendrán la misma energía cinética promedio

• Tendrán la misma temperatura

• Se mantendrán a diferentes temperaturas

Calor específico: Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un cuerpo un grado

Conductividad térmica: Rapidez con la que fluye el calor a través de una superficie de contacto entre dos regiones con cierta diferencia de temperatura

Cuando se pisa con los pies descalzos la alfombra y el piso de mármol que están en una misma habitación, da la sensación de que el mármol está más frío que la alfombra. Esta sensación se debe principalmente a que:

• La conductividad térmica de la alfombra es menor que la del mármol

• El calor específico de la alfombra es menor que el del mármol

• El calor específico de la alfombra es mayor que el del mármol

• La temperatura de la alfombra es mayor que la del mármol

Las preguntas 3 y 4 se contestan con la siguiente información.

Dentro de una caja hermética, de paredes totalmente aislantes y al vacío, se halla un trozo de hielo a -20ºC. La caja contiene una bombilla inicialmente apagada.

Mientras la bombilla permanece apagada la gráfica que muestra la temperatura del hielo en función del tiempo es

• A

• B

• C

• D

Dentro de una caja hermética, de paredes totalmente aislantes y al vacío, se halla un trozo de hielo a -20ºC. La caja contiene una bombilla inicialmente apagada.

Estando el trozo de hielo a -20ºC se enciende la bombilla. A partir de este instante, acerca de la temperatura del trozo de hielo se puede afirmar que:

• no cambia, puesto que no hay materia entre la bombilla y el hielo para el intercambio de calor

• va aumentando, porque la radiación de la bombilla comunica energía cinética a las moléculas del hielo

• no cambia puesto que no hay contacto entre la superficie de la bombilla y la del hielo

• aumenta, porque la luz de la bombilla crea nueva materia entre la bombilla y el hielo, que permite el intercambio de calor