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Problema 1.
Un sistema que consta de 3 kg de helio, efectúa
el
ciclo mostrado en el plano
sr
con un
rendimiento del 50
%.
Sabiendo que absorbe 900 kJ de calor a la temperatura de 600
K.
Llenar la tabla.
T
T/K
.1
UlkJ
Q,kJ
WIkJ
óS/kJK-
I
'el'
2
3
4
I
3
r".
4
1' ·.
neto
S
Datos:
m
~
3 kg,
R
~
2.08
kJ/kgK,
Cv
~
3. 12 kJlkgK
Solució,,:
Paso
J .
í
El ciclo está fonnado por los cambios que se describen a continuación:
Cambio
Proceso
Características
( 1-->2)
isotérmico
a)
6.U
1
---+
2
=0
(2-->3)
isoentrópico
b)
óS
2 -. 3
:::
O •
e)
(3-->4)
isotérmico
d)
6U
3 --->4
=
O
(4-->1)
isoentrópico
e)
6.8
4 ...... 1
=
O •
j)
Paso 2.
I
I
I
I
~ .
Ql- >3
=
O
Q 4---o1
= 0
En un ciclo la variación total en cualquier variable termodinámica es igual a cero, por lo
tanto:
Recordemos que en el plano
sr
el área bajo la curva q ue une dos estados representa al calor
intercambiado entre el sistema
y
los alrededores. E l signo del calor depende del signo
correspondiente al cambio en la entropía del sistema.
Para el proceso (1--+2), el área bajo la curva es positiva ya que la entropía del sistema
aumenta~
lo cual significa que
Q! .....
2
>
O , es decir es un calor absorbido por el sistema. Para
el proceso (3--+4), al di sminuir la entropía, el área bajo la curva es negativa por lo que
Q3 .....
~
<
O, esto es un calor cedido por el sistema.
97
1...,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105 107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,...312