Un gas está contenido en un dispositivo vertical de cilindro-émbolo entre los que no hay fricción. El émbolo tiene una masa de vapor de agua m= 3.8 kg y un área de sección transversal de A = 45.2 cm2. Un resorte comprimido sobre el émbolo ejerce una fuerza de F = 130.6 N. Si la presión atmosférica es de P= 92.1 kPa, calcule la presión dentro del cilindro en kPa, tome g = 9.81 m/s2 .Respuesta con precisión de un decimal.
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La presión interna en dispositivo cilindro-pistón-resorte es P = 129.2 Kpa
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado:
m = 3.8kg
A = 45.2 cm² * (1m/100cm) = 4.52*10⁻³m²
Fe = 130.6 N
Patm = 92.1 kPa
Realizamos un diagrama de cuerpo libre sobre el embolo, e identificamos las fuerzas involucradas
∑F : 0
Fi - mg - Fatm - Fe = 0
Fatm = PA
Fatm = 92100 Pa * 4.52*10⁻³m²
Fatm =416.3 N
Fi = 130.6N + 416.3 N + (3.8kg*9.81m/s²)
Fi = 584.2 N
Calculamos la presión
P = 584.2 N / 4.52*10⁻³m²
P = 129.2 Kpa
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