Question

Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene, al principio, 0.07 m3 de gas de nitrógeno a 130 kpa y 120 °c. entonces, el nitrógeno se expande en un proceso politrópico hasta un estado de 100 kpa y 100 °c. determine el trabajo de la frontera efectuado durante este proceso.

Answer 1

Para el proceso politropico del sistema Cilindro-Piston el trabajo de frontera es W = 1.87 kJ

Explicación paso a paso:

De la tabla anexa podemos notar que la constante de gas del nitrógeno es R =0.2968 kJ/kg*K

Del estado 1 calculamos la masa, usando Ecuación de gases ideales

m = PV/RT

m = 130KPa*0.07m³/ 0.2968 kJ/kg*K*(273k + 120°C)

m = 0.078 kg

Del estado 2 calculamos el Volumen

V = mRT/P

V = 0.078 kg * 0.2968 kJ/kg*K*(273k + 100°C) / 100KPa

V = 0.08635 m³

EL indice politropico es n = 1.249, Calculamos el trabajo de frontera

W = P₂V₂ - P₁V₁ / 1-N

W = (100KPa*0.08635 m³) - (130KPa*0.07m³) / 1 - 1.249

W = 1.87 kJ