Bajo ciertas condiciones dentro de un laboratorio, se tiene un sistema adiabático y de presión constante parecido al que se muestra en la figura, y contiene 0,25 kg de vapor de agua a 200 kPa (absoluto) y 300 °C. La paleta recibe 51,26 kJ de trabajo de agitación. Registrando una temperatura final del vapor de 400°C
1. Calcular el trabajo mecánico realizado (pistón)
2. Calcular los cambios de energía interna y de entalpía.
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- El trabajo mecánico del pistón es W= 11.79 kJ.
- Los cambios de energía interna y entalpía son: ΔU= 39.46 kJ.
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado:
Vapor = 0.25 Kg.
Presión = 200 kPa.
T= 300 ºC.
T= 51.26 kJ.
Tf= 400ºC.
1. Calcular el trabajo mecánico realizado Por el pistón:
W= -P(ΔV)
Para calcular el volumen final y el volumen inicial:
PV=nRT
1.97 atm * V1= 13.88 mol * 0.08205 atm*dm3/mol ºK * 573.15 ºK
V1= 331.33 dm3 = 0.33133m3
Para V2:
1.97 atm * V2= 13.88 mol * 0.08205 atm*dm3/mol ºK * 673.15 ºK
V2= 390.30 dm3 = 0.3903 m3
W = -200 kPa (0.33133 m3 - 0.3903 m3)
W= 11.79 kJ.
2. Calcular los cambios de energía interna y de entalpía.
Haciendo uso de la primera Ley de Termodinámica tenemos que:
ΔQ-ΔW= ΔU
ΔU= 51.26 kJ - 11.79 kJ
ΔU= 39.46 kJ.
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