Question

Gas ideal en un dispositivo cilindro-émbolo sufre un proceso de compresión isotérmica que comienza con una presión inicial y un volumen inicial de 200 kPa y 0.8 m3, respectivamente. Durante el proceso, hay una transferencia de calor de 200 kJ del gas ideal al entorno. Determine el volumen y la presión al final del proceso.

Answer 1

Respuesta.

Para resolver este problema se tiene que aplicar la siguiente ecuación para el calor en un proceso isotérmico:

Q = m*R*T*Ln(V2/V1)

La ecuación de los gases ideales es:

P*V = m*R*T

Como el proceso es isotérmico entonces:

P*V = k

m*R*T = k

Entonces:

Q = k*Ln(V2/V1)

Datos:

P1 = 200 kPa

V1 = 0.8 m³

Q = - 200 kJ

Sustituyendo se tiene que:

k = 200*0.8

k = 160 kJ

-200 = 160*Ln(V2/0.8)

-1.25 = Ln(V2/0.8)

e⁻¹'²⁵ = V2/0.8

V2 = 0.229 m³

Finalmente la presión es:

P2*0.229 = 160

P2 = 160/0.229

P2 = 698.069 kPa