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Problema
1.
Un sistema que consta de 3 kg de helio experimenta sucesivamente los cambios siguientes:
Una compresión isoténnica, aumentando su presión al doble de la presión inicial; una
expansión libre adiabática, triplicando su volumen; finalmente, se pone en contacto térmico
(a volumen constante) con un almacén cuya temperatura es tres veces mayor que la
temperatura inicial del sistema, hasta que ambos llegan al equilibrio.
Llenar la tabla indicando en la última columna si el proceso es reversible o irreversible.
,\S/k JK '
G:=
SiSlemtl
Alreddorcs
Ulliverso
f
O
2
,,-'
"
~
,
'~!'
4
¡~':
>
.,
Ilatos:
m
~
3 kg,
R
= 2.08 kJ/kgK,
C
p
= 5.20
kJ/kgK
Solución:
Paso l .
Tipo de Proceso
,;
'.
~'<;<
;-? .
.
.'
,
"
,;
,
El sistema pasa del estado inicial, caracterizado por:
(P¡ ,
V¡,
7;)
al estado 2, mediante una
compresión isoténnica en la que su presión aumenta al doble de la presión inicial; todo esto
significa que:
a)
T,
=7;,
b) P,
=2P,
De la ecuación de estado de gas ideal
PV
=
mRT
detenninamos,
El estado 2 queda caracterizado como:
(p,.,
V
2 ,
T
2 )
= (
2~ , ~.
r; )
La variación en la entropía del sistema para el proceso (1---+2) está dada como:
(
kJJ
kJ
dj
óS,~, (sisl)=-mRln(2)=- ( 3
kg) 2.08 kgK In(2) =- 4.33
K
258
