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Problema
1.
Un sistema que consta de 2 kg de helio, inicialmente a 1040 kPa
y
2 m) experimenta los
cambios que se describen a continuación:
1-2: expansión isobárica, duplicando su volumen;
2-3: el sistema adquiere la temperatura inicial al ponerlo en contacto térmico (a volumen
constante) con un
almacen,
hasta que ambos llegan al equilibrio.
3-4:
expansión
libre adiabática, duplicando su volumen.
Llenar la tabla indicando en la última colunma si
el
proceso es reversible o irreversible.
1
2
3
4
PIkPa
TIK
,
'.'
ilSIkJK ' ,
Sistema Alrededores Uni\'erso
.\
""".
1_ 4
~.~~"'~ iil
L-__
-L ~d-
__
~
Daro.'·' m
~
2 kg,
R
~
2.08 kJlkgK,
C
p
~
5.20 kJlkgK
Solución :
Paso 1.
Se conoce la presión
y
el volumen en el estado inicia l, por lo que de la ecuación de estado
de gas ideal
PV
=
mRT
determinamos:
( 1040
k~ ) (2
m' )
a)
T.
_
P,
v,
_
-,--_-;:.m'-L---:-:-,
, -
mR
(2 k
g )( 208
k~)
500
~~ 5 00K
kJ
K
El sistema pasa del estado 1 al estado 2 mediante una expansión isobárica duplicando su
volumen; esto significa que:
b)
P 2
=
F;
=
1040 kPa •
e)
V
2
=
2V¡
=
4 rn
l
De la ecuación de estado de gas ideal
PV
=
mRT
se tiene que:
d)
T.
-
P, V,
2 -
mR
276
( 1040
~}m')
(2 k g )( 2.08
k~)
1000
~~ ~
1000
K
K
