Fundamentos de Termodinámica: Resolución de Problemas y Ecuaciones Clave

Fundamentos de Termodinámica: Resolución de Problemas

A continuación, se presentan las soluciones detalladas a los problemas fundamentales de termodinámica, abordando conceptos clave como la ecuación de Clapeyron, las relaciones energéticas y los cambios de fase.

Cuestionario de Conceptos Termodinámicos

• 1. Respuesta A: La ecuación de Clapeyron relaciona presión y temperatura durante un cambio de fase: dP/dT = ΔH/(TΔV).
• 2. Respuesta C: Las relaciones entre energía interna, entalpía, entropía, energía libre de Gibbs y Helmholtz corresponden a las relaciones fundamentales.
• 3. Respuesta A: El trabajo útil a temperatura constante se describe con la energía libre de Helmholtz: dF = -SdT - PdV.
• 4. Respuesta C: A presión constante, el calor intercambiado es igual al cambio de entalpía: dH = TdS + VdP; si dP=0, entonces dH = TdS.
• 5. Respuesta B: La espontaneidad de una reacción se determina mediante la energía libre de Gibbs: dG = -SdT + VdP.
• 6. Respuesta C: La ecuación de Clapeyron también se aplica a cambios de fase entre alótropos.
• 7. Respuesta A: La entropía se obtiene indirectamente mediante el calor; a presión constante se utiliza la entalpía.
• 8. Respuesta C: Para describir relaciones termodinámicas se requieren valores y constantes termodinámicos.
• 9. Respuesta B: Las propiedades termodinámicas se clasifican en medidas, fundamentales y derivadas.
• 10. Respuesta A (QEYW): Orden lógico: obtener ecuaciones, formar sistema, resolver y comprobar resultados.
• 11. Respuesta C (2,3,4): Las relaciones fundamentales correctas son: dH = TdS + VdP, dF = -SdT - PdV, dG = -SdT + VdP.
• 12. Respuesta A (271.19 K): Al aumentar la presión, el punto de fusión del hielo disminuye según la ecuación de Clapeyron.