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Problema l.
3 kg de oxígeno inicialmente a 600 K Y ti rn) experimentan los siguientes cambios: en
forma isobárica disminuye su temperatura en 200 K; regresan al estado inicial después de
un cambio isocórico seguido de uno isotérmico.
a) Llenar la tabla, b) esbozar el diagrama del ciclo en los planos VP y ST; calcular: e) el
rendimiento r del ciclo d) el rendimiento re de un ciclo de Carnol operando a las
temperaturas extremas.
"~ t. UIkJ 01<J
1
"
2
3
re,
1
neto j
Datos: m ~ 3 kg, R ~ 0.259 kJlkgK, Cv ~ 0.662 kJlkgK
Solución:
Paso J.
WIkJ ó Sl kJK" 1
I
I ~ L=:J
Se conocen el volumen y la temperatura en el estado inicial por lo que mediante la ecuación
de estado de gas ideal PV == mRT determinamos su presión:
a) P. ~ rnRT,
, V,
(3 kg )( 0.259 ~)(600 K)
kgK
(6 m' )
kJ
77.7 - , ~ 77.7 kPa
m
El proceso (1---+2) es un proceso isobárico en el que la temperatura disminuye en 200 K,
esto significa que:
b) P,~~~77.7kPa, e) óT, ~,~-200K~T, -1; ; dedonde :
d) T, ~T,+t.T,~,~(600-200) K~400K
A través de la ecuación de estado calculamos el volumen en el estado 2:
(3 kg) (0.259 ~)( 400 K)
e) V. _ rnRT, _ kgK
,- P, - (777 ~~)
Paso 2.
Calculamos la variación en la energía interna para el proceso (1---t2) :
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