Question

d. Un cilindro pistón contiene 5 kg de nitrógeno a 300 K y un volumen de 30 m3. Si a presión constante el volumen se triplica. Determinar el trabajo realizado por el sistema en Kj

Answer 1

   DATOS :
   m = 5 Kg 
   T1 = 300 °K 
    V1 =30 m³
    Presión constante 
   V2 = 3 * V1 = 3 * 30 m³ = 90 m³
     W = ? KJ 

    SOLUCIÓN :
             La ley de charles es la siguiente a presión constante :
                    V1 * T2 = V2  * T1 
                            T2 = V2 * T1 / V1 
                            T2 = ( 90 m³ * 300 °K )/ 30 m³ = 900 °K 

           Según la primera ley de la termodinámica 
                    ΔE = Q - W       ΔE = 0 
                      W = Q 

                 Q = m * Ce * (T2 - T1 )    Ce N2 = 1040 J / Kg * °K
                 Q =  5 Kg *  1040 J/ Kg *°K * ( 900 °K - 300 °K )
                 Q = 3120000 J * 1 KJ / 1000 J = 3120 KJ 

                       W = 3120 KJ