termo

EJEMPLO 3-C2 Un dispositivo de cilindro-émbolo tiene un anillo para limitar su carrera de expansión. Inicialmente, como se muestra en la figura 1, la masa de aire es 2 kg a 500 kPa, 30oC. Ahora setransfiere calor hasta que el émbolo toca el anillo, punto en el cual el volumen es dos veces el volumen original. Se sigue transfiriendo calor hasta que la presión en el interior llega al doble.Determine la cantidad de calor transferido y la temperatura final.

Solución:

Diríjase a INICIO.Diablillos.Sistemas.Cerrados (claramente se trata de un sistema cerrado) .Proceso (existen dosprocesos consecutivos) .General (no involucra tópicos especiales como reacciones, psicrometría o dinámica de los gases) .Uniforme (el sistema no tiene subsistemas) .GasIdeal (podríamos elegir gas perfectosin incurrir en mucho error).
Trabaje en el primer proceso, desde el estado inicial hasta el estado intermedio donde el émbolo llega a tocar el anillo. Elija State-1 en el selector de estado comoestado inicial b. Elija aire (air) en el selector de gases. Ingrese la masa (m1=2 Kg), temperatura (T1=30oC) y presión (p1=500 kpa), calcule el estado.

Elija state-2 en el selector de estados comoestado final f. Ingrese el volumen (Vol2='2*Vol1'), masa (m2='m1') y presión (p2='p1') (obviamente, la presión no cambia durante el primer proceso. Si esto no es obvio, visite la páginaINICIO.Diablillo.Basicos.Presión), calcule el estado.

Vaya a la ventana de Análisis de Procesos (Process-Analysis). Asigne state-1 como b-state y state-2 como f-state.La ecuación de masa es trivial en este caso. Eltrabajo de frontera, W_B=174 kJ es entregado por el Diablillo automáticamente. Ingrese W_O=0 y presionando Calculate se obtiene Q=624.27 kJ.

Regrese a la ventana de estados (States) y comience atrabajar en el segundo proceso. El estado incial b para este proceso es el estado final f del último proceso (state-2 en el selector de procesos). Para el estado final de este proceso (casilla...