Question

AYUDAAA termodinamica

1) Un acero fundido [Cp=0.5 kJ⁄kg K] pesa 50 kg y tiene una temperatura de 400°C, y se templa en 150 kg de aceite [Cp=2.5 kJ⁄kgK] a 25°C, la temperatura final del aceite y del acero es de T2 de 46.52°C. Si no hay pérdidas de calor,
¿Cuál es el cambio en la entropía en el acero?
FÓRMULA:∆S=∫dQ/T=∫CpdT/T=Cp ln T2/T1 ∴ ∆S=Cp ln T2/T1
Donde:
Cp = ( 0.5 kJ⁄kg K)(50 kg)= _______ kJ/K
Hay que recordar que la temperatura debe convertirse a K
T1= 400 °C= _______________
T2= 46.52 °C= ______________

Sustitución: ____________________________

Resultado: _____________________________


ii) ¿Cuál es el cambio en la entropía en el aceite?

FÓRMULA: ∆S=Cp ln T2/T1
Donde:
Cp = ___________________
Hay que recordar que la temperatura debe convertirse a K
T1= 46.2 °C= _______________
T2= 25 °C=_________________

Sustitución: ____________________________

Resultado: _____________________________
¿Ambos?
∆S total=∆S acero+∆S aceite=_____________________

Answer 1

Para el proceso:

- El cambio en la entropía del acero es: -18.62 kJ/K

- El cambio en la entropía del aceite es: 26.15 kJ/K

- El cambio total de entropía es: 7.53 kJ/K

Explicación:

El cambio en la entropía se puede determinar cómo:

ΔS= dQ/T

Integrando:

ΔS= ∫dQ/T=∫mCp dT/T

Asumiendo que el calor específico permanece constante (Integrando entre T₁ y T₂):

ΔS= mCpln(T₂/T₁)

• Para el acero:

T₁= 400 + 273= 673 K

T₂= 46.52 + 273= 319.52 K

Reemplazando:

ΔS= (50 kg)(0.5 kJ/kg K)ln(319.52/673)

ΔS= -18.62 kJ/K

• Para el aceite:

T₁= 25°C= 298 K

T₂= 46.52 °C= 319.52 K

Reemplazando:

ΔS= (150 kg)(2.5 kJ/kg K)ln(319.52/298)

ΔS= 26.15 kJ/K

Cambio total de entropía:

∆S total=∆S acero+∆S aceite= -18.62 + 26.15= 7.53 kJ/K