Página 70 - Solución de Problemas de Termodinámicas

Problcmll 4.
Un sistema que consta de 3 kg de argón, inicialmente a 300 kPa y 700 K. experimenta los
cambios siguientes: en forma isotérmica su presión se reduce en 200 kPa, regresa al estado
inicial después de un cambio isobárico seguido de uno isoen¡rópico.
a) Llenar la tabla, b) esbozar el diagrama del ciclo en los planos VP y sr, e) calcular el
rendimiento r del ciclo
QIkJ
thtos: m =3 kg, Cv = 0.312 kJlkgK, Cp =0.520 kJlkgK
Solución:
PfUO l .
WIkJ ÓS/kJK'
Se tienen como datos los calores específicos C y y C p : y como e,. = C v + R ,entonces:
R :Cp-C, = 0.208 ~
kgK
De la ecuación de estado de gas ideal. PV "" mRT se determina
a) V = mRT¡ , ~
(Hg)( 0.208 -"'-)(700 K)
kgK kJ l
--"--;(~-"c'k"J f
l
-- :: 1.46kj = 1.46 m
300 - -
ml m '
Como el proceso (1 -+2) es isotérmico. entonces b) 7¡ = 7; "" 700 K
En este proceso la presión disminuye en 200 kPa. esto es: aP¡_¡ = p¡ - P¡ = - 200 kPa,
de donde : e) ~ = P¡ +df1_.1 = (300-200) kPa = IOO kPa
De la ecuación de procesos politrópicos PJV; '" ~I~ ~ ,con /C = 1 , esto es p¡V¡ = P¡V,
delcmlinamos
(300 kP')('46 m' )
(100 kPa)
El proceso (2~3) es isobári co. entonces e) P¡ = P¡ == lOO kPa
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