Tarea

Problemas resueltos
1. Calcular la eficiencia de una máquina de vapor, cuya caldera trabaja a 100 ºC y su condensador a 30 ºC, expresando el resultado en porciento.
Solución:
T1=100+273=373 KT2=30+273=303 K

2. ¿Cuál es la variación de entropía si la temperatura de 1 mol de gas ideal aumenta de 100 ºK a 300 ºK, Cv = (3/2)R.
a) Si el volumen es constante.
b) Si la presión es constante.c) ¿Cuál sería la variación de la entropía si se utilizan tres moles en vez de uno.
Solución:
a) T1=100 K, T2=300 K, Cv=3cal/mol K, n=1mol.
S=nCvln(T2/T1)=(1mol)(3cal/molK)ln(300/100)=3.3 cal/Kb) S=nCpln(T2/T1)=(1mol)(5cal/molK)ln(300/100)=5.49 u.e.
c) A volumen constante 3(3.3)=9.9 u.e.
   A presión constante: 3(5.49)=16.47 u.e.
Problemas propuestos
1. Una máquina de vapor toma vaporde la caldera a 200ºC (225 lb/in2 de presión) y lo cede directamente al aire (14 lb/in2) a 100 ºC. ¿Cuál es su eficiencia máxima posible?
Resp. 21.1%
2. Calcular el cambio de entropía de unsistema formado por 1 kg de hielo a 0 ºC que se funde reversiblemente en agua a la misma temperatura. La entalpía de fusión es de 79.6 cal/g.
 Resp. Sf=291.41 cal/K.
4. Un mol de un gas ideal monoatómicose lleva de el estado 1 (22.4 lt. y 273 K) al estado 2 (2 atm y 303 K). Calcular E, H y S. (Cv = 3 cal/mol; Cp = 5 cal/mol).
RespE=90 cal/mol, H=150 cal/mol, S=-0.86 cal/molK.
5. Unamáquina ideal opera entre T2 y T1. Por cada ciclo, Q2 es de 4.5 x106 cal y S2 es de 15000 cal/ºK; T1 es de 300ºC. Calcular:
a) La eficiencia de la máquina.
b) El trabajo efectuado por el ciclo.
Resp.  a)=47.6%; b) Wci=4.1 x106 cal.
6. Un mol de un gas ideal cuya Cv = 3 cal/mol K, se lleva desde 0 ºC y 2 atm, a –40 ºC y 0.4 atm. Calcular S para este cambio de estado.
 Resp. S=2.41 u.e. /mol.
7.Un mol de gas ideal, inicialmente a 25 ºC, se expande:
a) isotérmica y reversiblemente desde 20 a 40 .
b) contra una presión de oposición cero (expansión de Joule) desde 20 a 40 . Calcular E,...