Página 118 - Coordinación de Servicios de Información
Versión de HTML Básico
Problema 2.
Un sistema que consta de 2 kg de helio, inicialmente a la temperatura de 300
K
Y a la
presión de 200 kPa efectúa los cambios siguientes: lsoentrópicamente se lleva hasta una
presión de 450 kPa; a continuación en fonna isoténnica se lleva hasta la presión inicial ; por
último lsobáricamente regresa a\ estado inicial.
a) Llenar la tabla, b) esbozar el diagrama del ciclo en los planos
VP
y
ST;
calcular:
e) el rendimiento
r
del ciclo
y
d)
el
rendimiento
re
de un ciclo de Carnot que opere entre las
mismas temperaturas extremas.
P!kPa
Vt'm
3
TIK
1I
¡
I I
,,\
U,kJ
Q!kJ
WlkJ óS/kJK '
~<
•
...1 l 1 1
noto l
[--~-
Datos:
m
~
2 kg,
R
~
2.08
k.l/kgK,
C
v
~
3.12
kJ/kgK
Solución:
Pll!iO 1.
De la ecuación de estado de gas ideal,
PV :::: mRT
determinamos:
(2 kg
)(2.08
~)(300
K)
a)
V
~
mRT,
~
kgK
'P,
( 200
~,)
kJ _ 6?4 '
6.24
kJ- .-
m
ro'
El sistema pasa del estado l al 2 mediante un proceso isoentrópico, hasta alcanzar la
presión de 450 kPa, esto significa que:
b)
!lS,~, ~
O, e)
Q,~, ~
O,
el)
P,
~
450 kPa
kJ
Se conocen
R
y
C
v '
así que:
CI'
==
CI'
+
R::::
5.20 -–
kgK
Dado que
.Ó.S'¡ ......
2
==
O , de la ecuación
!lS, ~, ~
mC,
In (
~
)- mRln (
~
): O,
se tiene que
mC,
In (
~
):
mRln(
n
esto es.
m(
~
):
( ;jn (~
)
109
