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Problema 1.
Un sistema que consta de 2 kg de helio. realiza el ciclo mostrado en el plano
ST
con un
rendimiento de 60%.
Sabiendo que a la temperatura de 300
K
el sistema cede 600 kJ de calor, llenar la tabla.
T
FK
'~
r
2
3
4
4
3
1 I
neto
S
Datos:
In
~
2 kg,
R
~
2.08
kJ/kgK,
Cv~
3. 12
kJ/kgK
Solución:
Paso 1.
" U/U
Q.'kJ
/Y/kJ óS/kJK '
Como se observa en el plano
ST
los estados
(1
y
2) Y (3 Y4) respectivamente, están unidos
mediante curvas de temperatura constante, luego entonces:
Los procesos
(2~3 )
y
(4~1)
son isoentrópicos, lo que significa que:
Debido a que en un ciclo la variación total en cualquier variable termodinámica es igual a
cero, entonces
f¡
óU"""
~
O Y
g)
óS~", ~
O
Paso 2.
Se sabe que el sistema cede 600 kJ de calor a la temperatura de 300
K,
esto es que:
a)
Q,~, ~
-
600 kJ
y
de la ecuación de 1
a
Ley,
ÓU
3 ..... 4
=
O
=
Q 3.....4
-
W
3 .....
J
resulta que:
b)
W,~, ~
Q,_.
~
-
600
kJ
106
1...,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114 116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,...312