Problema
2.
Un gas ideal
(C~
=20 kJIK)efectúa los cambios ilustrados en el plano
VP.
Llenar los
espacios vacíos en la tabla.
p
2
adiabática
/'
I.-_-=:::-..
3
-+----- -----<>
V
Dato.>:
(e;
=
20 kJ/
K)
Solución:
Paso l.
TIK
450
300·
~U/ld
Q!ld
WIkJ
1
.,,~.
2
6000
).
3
~ ,~
.;;';
.
1
neto
"
1000
El
sistema parte del estado
1
cuya temperatura es:
a)
r;
=
300
K
Y
como indica el
diagrama, mediante un proceso isocórico llega al estado
2,
por lo que,
b)
W,~2
=0
Aplicando la ecuación de
la 1
a
Ley a este proceso
tJ.UI ....
~
=
Q1 ....2
-H~
....
2 ,
se tiene que
e)
Q'~2
=
6U'~2
=
6000 kJ
El
proceso
(2--+3)
es adiabático, por lo que
ti)
Q2~;
=
O
Dado que el sistema reali za un ciclo, la variación en cualquier variable tennodinámica es
igual a cero, de aquí que:
e)
ó..U
","1"
=
O , Y
de la
1
a
Ley de la termodinámica se tiene que
t1U",'Q
=
Qn.,,,
-W"m
=
O ; de donde:
/)
Qnm
=
w,..""
=
1000
kJ
Paso 2.
La variación en la energía interna está relacionada con
el
cambio en temperatura mediante
la ecuación:
t1U
=
C~t1T.
Aplicando esta ecuación para el proceso
(1--+2):
tJ.UI->l
=
C~
(T
2
-
T..);
luego entonces,
41
1...,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49 51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,...312