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Problema
1-
4 kg de helio inicialmente a 175 kPa
y
200
K
experimentan los siguientes cambios:
Pasan del estado 1 al 2 mediante un proceso reversible a presión constante. awnentando su
temperatura en
100
K;
a continuación por medio de un proceso isoentrópico su presión
aumenta hasta 200
kPa~
finalmente llega al estado 4 a través de una expansión libre
adiabática, aumentando su volumen en 1.84 m
l ,
Calcular las cantidades pedidas en la tabla.
P/kPa
TJK
1\
S'IkJK"
I
.
SisU!I1/Q
AINdr..'(/or¡!\
1
2
3
~.,
4
"
l'
..•..
'
> •
Datos:
m
=
4 kg, C
v
=
3. 12 kJ/kgK,
C
p
=
5.20
kJikgK
Solución:
Paso / .
Dado que:
C
r
=
C
v
+
R
;
entonces:
kJ
R=C,-Cv = 2.08
- –
kgK
Uml'eno
Se conocen la presión
y
la temperatura en el estado inicial, por lo que de la ecuación de
estado de gas ideal ,
PV
=
mRT
calculamos:
(4 k
g ) ( 2.08 ...J<:l...) (200
K)
a)
V _
mR1j
_
kgK
'-P,-
( 175~:' )
9
kJ
,
.51 kT =9.51
m
m'
El
sistema pasa
del estado 1 al 2 mediante un proceso reversible a presión constante
aumentando su temperatura en 100
K
, entonces:
b) P2
=
P¡
=
175 kPa
e)
ÓSt....
1(univ) =O,
el)
8~
....
2 =T2 -T¡ = lOOK ~
de donde:
e)
T2=1j+61j~2= (200+100)
K=300K
Determinamos la variación en la entropía del sistema mediante la ecuación
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