Página 239 - Coordinación de Servicios de Información

(82 - P)
Problema l .
3 kg de helio se hallan inicialmente a 300 K.
Pasan del estado 1 al 2, al ponerlos en contacto térmico (a volumen constante) con un
almacén a 600 K hasta que llegan al equilibrio; mediante una expansión libre adiabática,
pasan al estado 3 hasta triplicar su volumen; finalmente, en forma isoentr6pica llegan al
estado 4 hasta alcanzar la presión inicial.
Calcular las cantidades pedidas en la tabla.
.~S/k.lK - 1
,-- Si.'>h 'I/W Al/'t:,kdr)/'e.~
e-'-
2
r-
e2-
4
_4
IhlO': R ~ 2.08 kJlkgK, Cv ~ 3. 12 kJ/kgK
Solución:
Paso J.
Unil'<!/":so
I
El sistema pasa del estado inicial, caracterizado por: (p¡ , V; , 300 K) al estado 2, al
ponerse en contacto únicamente térmico con un almacén cuya temperatura es de 600 K ,
hasta que llegan al equilibrio; esto significa que:
a) V, ~ ~ , b) To '. ~ 600 K, e) T, ~ To '. ~ 600 K
La variación en la entropía del sistema para el proceso (1 ~2) está dada como:
. ( kJ ) (600 ) kJ
d) óS, , (SlSI)~(3 kg) 3. 12 - In - ~ 6.49 -
~ kgK 300 K
La variación en la entropía de los alrededores, es decir la variación en la entropía del
almacén térmico está dada como:
Q -Q -!lU -mC (T -T.)
l1S (alred) = -El!!!... = ---2!!!... = __,,_,,1 = V 2 1 ; esto es
1 .....2 Tolm Talm Ta ' m Tal",
230