Oposiciones observadores 2011

Buenos días, os pongo una pregunta del exámen del año pasado a ver si alguien puede explicar como se soluciona el problema. La verdad que la Termodinámica es uno de los apartados que más me está costando.

Un recipiente de un litro de capacidad contiene un mol de gas a alta presión, a 300 K. De forma súbita se abre el recipiente de manera que el gas escapa a la atmósfera. Determínese qué trabajo ha realizado el gas en el momento en que su volumen se ha duplicado. (Datos: R = 0,082 atm l mol–1 K–1).
a) 0,246 atm l
b) 0,246 ln2 atm l
c) 1 atm l
d) 2 atm l

Según la plantilla la respuesta correcta es la C, pero todavía no he sido capaz de averiguar como se llega a dicho resultado.

Gracias y saludos.

Buenas;

Tenemos que fichar un físico para el foro, pues a la pregunta del 2010 planteada por komepiedras, yo pienso que se debería haber dado por nula, pues creo que ninguna de las respuestas son acertadas. La c) como ponen ellos y explica fjmachin, estaría bien si se tratara de un proceso ISOBÁRICO, pero la presión cambia pues pasa de “ALTA PRESIÓN (calculando son 24,6 atm)” a 1 atm, el volumen también cambia. Por tanto la única alternativa es suponer que sea ISOTERMO, con lo que la solución sería 24,6Ln2 (que tampoco aparece). La última opción sería que se tratara de una transformación ADIABÁTICA, pero en ese caso nos haría falta algún dato más de la situación final.

Cita de: fjmachin en Miércoles 13 Julio 2011 09:32:46 am

La expresión general del trabajo dice que viene dado como la integral del producto entre la presión EXTERIOR y el diferencial de volumen. En el caso de procesos reversibles, que son con los que habitualmente trabajamos, al ser infinitamente lentos se produce una compensación entre la presión exterior y la del gas, de manera que sustituimos la presión exterior por la interior y hacemos el problema así.

Ahora bien, el problema que plantea esa pregunta no es de un proceso reversible, sino que es irreversible al no ser infinitamente lento ("De forma súbita..."). Por tanto, hay que volver a la presión exterior para resolverlo. La presión exterior es de 1 atm en todo momento, con lo que sale de la integral de trabajo y el trabajo nos queda como el producto de la presión por la diferencia de volúmenes entre los dos instantes considerados.

W=p_ext x (V₂-V₁)

El problema dice que el volumen se ha duplicado y que V₁=1 l, con lo que tenemos que V₂=2 l y la diferencia entre ellos es 1 l.

Sustituyendo, el trabajo realizado es de 1 atm l.

Saludos.

Gracias por la respuesta. Ahora entiendo la fórmula utilizada para llegar a la solución, no obstante según mis apuntes la formula W=Px(V2-V1) pertenece a un proceso isobárico, pero yo entiendo que el gas también modifica su presión al abrir el recipiente. Supongo que la explicación tendrá relación con entender lo de "de forma súbita se abre el recipiente...", pero no lo acabo de ver, para mi sigue habiendo cambio de presión.

Gracias y saludos.

Hola,
Efectivamente, el gas está a una cierta presión mientras está en el recipiente cerrado. Desde el momento que se abre el recipiente, la presión que se ejerce sobre él es la del medio, que es constante y de 1 atm. Por ser constante, la expresión coincide con la de un proceso isobárico, pero los conceptos son diferentes; mientras que el proceso isobárico es un proceso reversible, éste que nos proponen en el problema es irreversible, y por ese motivo se debe utilizar la presión exterior.

Saludos.

Gracias Erruben y domuro por las contestaciones. No es mal consejo lo de hacer acto de fe delante de muchas cuestiones y tirar p'alante sin buscarle tres pies al gato. 

Cita de: komepiedras en Miércoles 13 Julio 2011 12:53:29 pm

Cita de: fjmachin en Miércoles 13 Julio 2011 09:32:46 am

La expresión general del trabajo dice que viene dado como la integral del producto entre la presión EXTERIOR y el diferencial de volumen. En el caso de procesos reversibles, que son con los que habitualmente trabajamos, al ser infinitamente lentos se produce una compensación entre la presión exterior y la del gas, de manera que sustituimos la presión exterior por la interior y hacemos el problema así.

Ahora bien, el problema que plantea esa pregunta no es de un proceso reversible, sino que es irreversible al no ser infinitamente lento ("De forma súbita..."). Por tanto, hay que volver a la presión exterior para resolverlo. La presión exterior es de 1 atm en todo momento, con lo que sale de la integral de trabajo y el trabajo nos queda como el producto de la presión por la diferencia de volúmenes entre los dos instantes considerados.

W=p_ext x (V₂-V₁)

El problema dice que el volumen se ha duplicado y que V₁=1 l, con lo que tenemos que V₂=2 l y la diferencia entre ellos es 1 l.

Sustituyendo, el trabajo realizado es de 1 atm l.

Saludos.

Gracias por la respuesta. Ahora entiendo la fórmula utilizada para llegar a la solución, no obstante según mis apuntes la formula W=Px(V2-V1) pertenece a un proceso isobárico, pero yo entiendo que el gas también modifica su presión al abrir el recipiente. Supongo que la explicación tendrá relación con entender lo de "de forma súbita se abre el recipiente...", pero no lo acabo de ver, para mi sigue habiendo cambio de presión.

Gracias y saludos.

Hola,
Efectivamente, el gas está a una cierta presión mientras está en el recipiente cerrado. Desde el momento que se abre el recipiente, la presión que se ejerce sobre él es la del medio, que es constante y de 1 atm. Por ser constante, la expresión coincide con la de un proceso isobárico, pero los conceptos son diferentes; mientras que el proceso isobárico es un proceso reversible, éste que nos proponen en el problema es irreversible, y por ese motivo se debe utilizar la presión exterior.

Saludos.

Pues vale

Hola, ¿Dónde puedo encontrar información sencilla sobre METAR, SPECI, CAVOK? Gracias

Hola Sunbeam!

Todo lo que he pillado de metar, speci, taf... lo he hecho a través del Sr Google preguntandole por clave metar, decodificar metar, metar pdf, metar aemet.....

Siento no ser de más ayuda pero he preferido contestarte antes de dejar tu pregunta en el vacío y de paso la ponemos de nuevo aquí delante.

Tengo un par de dudas que no consigo resolver, a ver si me echan una mano.

La primera de ellas tiene que ver con la radiación solar. La constante solar es de unos 1400 W/m² medidos de forma perpendicular a los rayos solares en la parte exterior de la atmósfera. Luego, para el cálculo de los flujos radiativos en la atmósfera se dice que el flujo incidente es de 348.7 W/m², también en la parte externa de la atmósfera. ¿De dónde viene esa diferencia, si parece que se refieren a lo mismo? Podría pensar que es un valor medio y la variación es debida al ángulo de inclinación, pero si así fuera, en la tabla 3.3 de Cuadrat-Pita, tendría que salir para la zona ecuatorial un valor próximo a 1400 W/m², y sale de 424 W/m². ¿Alguna idea?

La otra pregunta viene del tema de meteoros. En el Retallack no se considera que las nubes sean hidrometeoros, ¿alguien sabe por qué? En principio, a mí me encajan perfectamente en la definición de hidrometeoros como conjunto de partículas en suspensión en el aire...

Gracias y saludos!

Francis.

La respuesta a la 1ª pregunta La constante solar es por definición el flujo de energía (E/sup.t) medido en un plano perpendicular a los rayos del Sol. Ese plano perpendicular a la dirección de los rayos solares es un plano cuyas dimensiones son pi*(Rtierra)2. Esa energía se distribuye por toda la superficie de la esfera que es 4*pi*(Rteirra)2. Si divides estos 2 resultados sale el factor 1/4 que nos da el valor medio del flujo de energía en la cima de la atmóstera (340 W/m2).


En cuanto a la segunda pregunta estoy de acuerdo contigo y no se por qué no define Retallack las nubes como hidrometeoros

Entendido, trinca. El factor 4 lo veía, pero no conseguía entender de dónde salía.

Gracias!

La respuesta a la 1ª pregunta La constante solar es por definición el flujo de energía (E/sup.t) medido en un plano perpendicular a los rayos del Sol. Ese plano perpendicular a la dirección de los rayos solares es un plano cuyas dimensiones son pi*(Rtierra)2. Esa energía se distribuye por toda la superficie de la esfera que es 4*pi*(Rteirra)2. Si divides estos 2 resultados sale el factor 1/4 que nos da el valor medio del flujo de energía en la cima de la atmóstera (340 W/m2).


En cuanto a la segunda pregunta estoy de acuerdo contigo y no se por qué no define Retallack las nubes como hidrometeoros

En cuanto a la segunda pregunta estoy de acuerdo contigo y no se por qué no define Retallack las nubes como hidrometeoros

Tengo entendido que es porque "no contactan con el suelo" porque si no serían nieblas (que sí que lo es). Además, como hay nubes que podemos observar que contactan con suelo montañoso alejado, entiendo que depende del observador, y que hablando en primera persona es a lo que se refiere el Retallack.

Cita de: trinca en Jueves 14 Julio 2011 18:56:13 pm

En cuanto a la segunda pregunta estoy de acuerdo contigo y no se por qué no define Retallack las nubes como hidrometeoros

Tengo entendido que es porque "no contactan con el suelo" porque si no serían nieblas (que sí que lo es). Además, como hay nubes que podemos observar que contactan con suelo montañoso alejado, entiendo que depende del observador, y que hablando en primera persona es a lo que se refiere el Retallack.

Pues parece que sí, que la idea va por ahí. En el Retallack, página 70, acabo de ver que pone que "La niebla y la neblina son análogas a las nubes, pero se consideran meteoros porque se producen en la proximidad de la superficie terrestre o en su contacto".

Gracias.

Cita de: meidemsi en Jueves 14 Julio 2011 20:37:29 pm

Cita de: trinca en Jueves 14 Julio 2011 18:56:13 pm

En cuanto a la segunda pregunta estoy de acuerdo contigo y no se por qué no define Retallack las nubes como hidrometeoros

Tengo entendido que es porque "no contactan con el suelo" porque si no serían nieblas (que sí que lo es). Además, como hay nubes que podemos observar que contactan con suelo montañoso alejado, entiendo que depende del observador, y que hablando en primera persona es a lo que se refiere el Retallack.

Pues parece que sí, que la idea va por ahí. En el Retallack, página 70, acabo de ver que pone que "La niebla y la neblina son análogas a las nubes, pero se consideran meteoros porque se producen en la proximidad de la superficie terrestre o en su contacto".

Gracias.

Hola,

Sinceramente creo que este tema no tiene la mayor importancia; pero efectivamente si nos vamos al Atlas Internacional de Nubes (recordemos que es la guía oficial de nubes y meteoros editada por la Organización Meteorológica Mundial) encontramos la siguiente definición de meteoro:

"Fenómeno observado en la atmósfera o sobre la superficie de la tierra, que consiste en una suspensión, una precipitación, o un depósito de partículas líquidas, acuosas o no, de partículas sólidas, o un fenómeno de la naturaleza de manifestación óptica o eléctrica".

Queda claro leyendo tan enrevesada definición que las nubes son meteoros. Hasta ahí ningún problema. Pero, ¿se trata de un hidrometeoro?. Veamos la definición de este concepto:

"Meteoro que consiste en un conjunto de partículas de agua líquida o sólida, suspendidas en la atmósfera o cayendo a través de ella, o que son empujadas por el viento desde la superficie de la tierra, o depositadas sobre objetos que se encuentran en el suelo o en el aire libre."

A mí ya no me queda ninguna duda, tras leer esta definición, de que las nubes son hidrometeoros. Sobre todo porque una nube es "un conjunto de partículas de agua líquida o sólida, suspendidas en la atmósfera", tal cual. Y por si esto fuera poco, el Atlas divide los hidrometeoros en suspensiones en la atmósfera, precipitación y depósitos. Y dice textualmente: "Los hidrometeoros que consisten en una suspensión de partículas en la atmósfera son: nubes, niebla y niebla helada".

Está claro: con la definición en la mano, diga lo que diga el Retallack, las nubes son hidrometeoros. Pero vamos, no creo que esto se llegue a preguntar en el tipo test.

Saludos. 

Hola, una pregunta de examen que me parece un poco ambigua:

La diferencia entre lluvia y chubasco se produce:
a) Por el tipo de nube
b) Por la cantidad de agua precipitada
c) Por la duración de la precipitación.
d) Por el tipo de frente nuboso que pasa en ese momento.

Yo diría la C, ya que me parece que las nubes que dan chubascos también pueden dar lluvia, la cantidad de precipitación puede ser parecida aunque cambiará el tiempo que ha tardado en caer y existen chubascos que no están asociados a ningún frente. Aunque no lo tengo muy claro. ¿Que os parece?