Ayudantía n°1 termodinámica

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Universidad Técnica Federico Santa María

Termodinámica de Procesos
Profesora María Pilar Gárate
Matías Castro/ Fransisco Dall’Orso
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EJERCICIOS AYUDANTÍANº1
Ejercicio Nº1:
Un globo constituido de material polimérico ha sido llenado con hidrógeno gaseoso (H2). Al finalizar la operación, el globo tiene un diámetro de 0,3 [m] y una presión interna de150 [kPa]. El globo es calentado por la acción de los rayos solares, y como consecuencia eleva su presión a 200 [kPa] y su diámetro a 0,4 [m]. Durante el proceso de calentamiento se ha determinado quela presión en el interior del globo es proporcional a su diámetro:
1.1 Si el proceso es reversible, calcule el trabajo termodinámico de expansión realizado por el hidrógeno.
1.2 Si la hipótesisanterior no fuese considerada, determine nuevamente el trabajo termodinámico de expansión.
Nota: La resistencia que opone el globo a ser deformado por expansión es directamente proporcional al valor desu radio, siendo la constante de proporcionalidad 3*103 con unidades del Sistema Internacional correspondientes.

Ejercicio Nº2:
Un pistón sin roce contenido en un cilindro, está sometido a unapresión atmosférica de 1.013 [bar]. La masa del pistón es de 200 [kg] y posee un área de 0.15 [m2]. El volumen inicial cuando es sostenido por los topes es 0.12 [m3]. El pistón y el cilindro no conducencalor, pero calor, puede ser adicionado a través de un serpentín calefactor. El gas posee una capacidad calorífica (cp) constante de 30.1 [J/mol*ºK], y su temperatura inicial es de 298 [ºK].
Seadicionan 10.5 [KJ] de energía al gas por medio del serpentín calefactor:
1.1 Si los topes se mantienen en su posición, que corresponde a la posición inicial de equilibrio, y luego de agregar todo elcalor al gas, cuál será la temperatura y presión del gas en el interior del cilindro.
1.2 Si a continuación los topes se retiran, cuál será la temperatura y volumen final del gas.

Ejercicio Nº3...
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