solucion ejercicio una maquina de calor

SOLUCION AL EJERCICIO PROPUESTO EN CLASE Una maquina de calor somete 0.350 mol de un gas diatómico con comportamiento ideal al ciclo que se muestra en el diagrama (el que se hizo enclase). El proceso 1 – 2 se da a volumen constante, el proceso 2 – 3 es adiabático y el proceso 3 – 1 se da a presión constante de 1 atm. Para este gas la razón de capacidades calóricas ƴ =cp/cv = 1.40 Calcular. 1. las variables de estado del sistema 2. el calor Q, el trabajo W y el cambio de energía ∆U. 3. el trabajo neto efectuado por el sistema.

Solución. 1. Lasvariables de estado del sistema son presión, volumen y temperatura. P1 V1 T2 = P2 V2 T1 como V es constante en el proceso 1—2 tenemos. P1 T2 = P2 T1 P1 T2/ T1 = P2 = 1 atm * 600K/300K =2 atm PV=nRT --- V =nRT/P V = 0.350mol (8.314 J/molK)(600K)/2(1.013 x 105Pa) V= 8.62 x10-3 m3 V1 T2 = V2 T1 para el proceso 3 --- 1 por ser a presión constante. V 2= V1 T2 / T1 = 8.62 x10-3 m3 x492 K / 300 K = 1,41 x 10 -2 m3 2. Para el proceso1—2 por ser isométrico. W = 0 y Q = ∆U ƴ =cp / cv = cv + R / cv = 1 + R / cv = Cv = R / ƴ -1 Cv = 20.78 J/mol x K ∆U =n Cv ∆T ∆U = 0.350 molx 20.78 J/mol x K (600K – 300 K) ∆U = 2182.9 J ∆U = Q =2182.9 J Para el proceso 2 – 3 es de tipo adiabático donde Q = 0 y ∆U= -W W =n Cv ∆T W = 0.350mol x 20.79J /mol x K (600k -492K) W =785.8 J ∆U = - W ∆U = -785.8J





Para el proceso 3 ---1 que es de tipo isobárico Q =∆U + W Q = n Cp ∆T Cp = Cv + R = 20.79 J/ mol x K + 8.314 J/ mol x K =28.9 J/ mol x K Q =0.350 mol x 28.9 J/ mol x K (300K – 492K) Q = -1942.08 J/ mol x K ∆U = 0.350mol x 20.79 J/ mol x K (300K – 492K) ∆U = -1397. 08 J W = P∆V W = 1,013 x105Pa (8.62 x 10-3 m3 -1.41 x10 -2 m3) W =-555,1J 3.

Trabajo neto Es la suma de los trabajos efectuados en cada proceso. W total= 0J +785.8 J-555,1J = 230,6 J




http://fisicacefa11.over-blog.org/article-30915513.html