Problema 2.
3 kg de aire experimentan el ciclo mostrado en el plano
VP.
a) Esbozar el diagrama
del
ciclo en el plano
ST;
calcular: b) las cantidades pedidas en la
tabla, c) el rendimiento
r
del ciclo
y
d) el rendimiento
re
de un ciclo de Carnot operando a
las temperaturas extremas.
p
T/K
~UlkJ
450
2
450
3
4
5
'0
O
O
~'<
6
7
;'i<:. '•.
8
O'
300
-+------------------~v
neto [
~.~
I>atos:
m
~
3kg,
R
~
0.287
kJ/kgK,
C
v
~
0.72
kJ/kgK
Solución:
,--
'.
b
QIkJ
675
O
.1800
O
W!kJ
t.SIkJK" ,
. >j' .:'
,
-~
(.
\
.~~
\~'
3
:3 0
f ,',
1.5
"¡.,
'~ ".,
...
, ',''':' O
;."', 'i: •
El diagrama
ST
ilustrado, nos pennite inferir directamente el nombre del proceso, comparar
el valor de: la temperatura, la energía interna
y
la entropía en cada estado
por
los que pasa
el
sistema; también se infiere directamente el signo: de la variación en la energía interna
así
como el del calor intercambiado entre
el
sistema
y
los alrededores; todo esto se detalla a
continuación:
Paso
J.
Los procesos:
(1->2), (3->4), (5->6)
y
(7->8)
son isotérmicos dado que
t.U'~f ~
O como
muestra la tabla de valores para estos procesos; de aquí que:
a)
T,
~T2
=450
K, b)
T,
=T"
e)
7; =7; =450
K,
d)
T,
=7; =300
K
PliSO
2.
Los procesos:
(2~3). (4~5), (6~7)
Y
(8~1 )
son isoentrópicos puesto
que,
como muestra
la tabla de valores, para estos procesos se tienen datos de
Q/-.-+/
=
O
Ó
óS
H 1
=
O.
por
lo
tanto:
146
1...,145,146,147,148,149,150,151,152,153,154 156,157,158,159,160,161,162,163,164,165,...312