Question

Dentro de un cilindro se comprime vapor de amoniaco por acción de una fuerza externa que actúa sobre un pistón. El amoniaco se encuentra inicialmente a 30 °C y 500 kPa y la presión final es de 1400 kPa. Se han medido los siguientes datos para el proceso

Presión, kPa 500 653 802 945 1100 1248 1400

Volumen, l 1.25 1.08 0.96 0.84 0.72 0.60 0.50


a) Determine el trabajo que el amoniaco realiza en el proceso

b) Cual es la temperatura final?

c) Determine el calor (Q) del sistema.

Answer 1

Para el sistema dado tenemos que el trabajo es de W = -675 J

la temperatura final de t = 36.26 °C y el calor de Q = -0.5823 kJ

Explicación paso a paso:

Trabajo del amoniaco:

Usamos la siguiente ecuacion

W = (Pf - Pi) (Vf - Vi) / 2

W = (1400kPa - 500kPa) (0.5l - 1.25l)m³/1000l

W = -675 J

Temperatura final (Vapor saturado)

P@1400kPa = 14Bar

Ubicamos en las tablas de propiedades termodinámicas del amoniaco

u = 1339.56 kJ/kg

v = 0.0923 m³/kg

t = 36.26 °C

Calor del sistema

Primera ley de la termodinámica:

Q - W = Δu

Necesitamos la masa y energía inicial

p@500Kpa

v = 0.2503 m³/kg

u = 1321.02 kJ/kg

masa:

m = V/v

m = (1.25/1000)/0.2503

m = 5*10⁻³ kg

Q = W + m(uf - ui)

Q = -0.675 kJ + 5*10⁻³ kg(1339.56 kJ/kg - 1321.02 kJ/kg )

Q = -0.5823 kJ