Matemáticas, pregunta formulada por ramos1997, hace 1 año

Se tienen 2.5kg de un gas que será asignado por su tutor, el gas sufre un proceso isobárico reversible que genera un cambio de entropía de -1.50kJ/kg K. Si el volumen inicial era de 0.6m3 y la temperatura de 180°C, calcule el calor y el trabajo involucrados en el proceso.

Respuestas a la pregunta

Contestado por Migueljhm
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Tenemos que se tienen 2.5kg de gas.

Un cambio de entropía de -1.50kJ/kg K.

El volumen inicial es de 0.6m3 y la temperatura de 180°C.

El cálculo del calor de el trabajo involucrado en el proceso es: -97 kJ.

Primero colocamos los datos de la tabla, que sería de la siguiente manera:

Q = mCp ΔT

Cp = 0,839 kJ/kgK.

Calculamos T2.

Ecuación de cambio de entropia para procesos isobáricos:

ΔS = Cpln(T2/T1)

ΔS = -1,50kJ/kgK

Cp = 0,839 kJ/kgK

1 = 200°C + 273,15 = 473,15K

Despejamos T2:

T2 = e^(ΔS/Cp) * T1. Sustituimos los valores.

T2 = e^(-1,50kJ/kgK/0,839 kJ/kgK) * 473,15K  

T2 = 79,16 K

Ahora calculamos el calor:

Q = mCp ΔT

Q = 3kg * 0,839 kJ/kgK * (79,16 K -473,15K )

Q = -991,67 kJ

Para el calculo de trabajo en un gas ideal usamos la siguiente ecuación:

W = P ΔV = P ( V2 - V1 )

Calculo de la presión:

P = mRT1/V1

P = 3kg * 0,082 kJ/kgK * 473,15K /0,6 m^3

P = 194 Kpa

Volumen final:

V2 = mRT2/P

V2 = 3kg * 0,082 kJ/kgK * 79,16K / 194 Kpa

V2 = 0,1 m^3

Calculo de Trabajo:

W = 194 Kpa (0,1 m^3 - 0,6 m^3 )

Como conclusión al procedimiento planteado y lo dicho anteriormente, tenemos que:

W = -97 kJ

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