Question

Un tanque rígido aislado es dividido en dos partes iguales mediante una menbrana.Al principio, una parte contiene 3 kg de nitrogeno a 50ºC, 500 kPa y la otra porcion esta completamente vacia. La membrana es perforada y el gas se expande en todo el tanque.Determine la entropía generada. cambio de escenario: ¿cual será el resultado si la temperatura del nitrógeno fuese 500 C?

Answer 1

El problema nos dice que un tanque esta aislado osea que no hay intercambio de energía con el exterior y que esta dividido a la mitad por una membrana, eso significa que las condiciones que nos muestran son las de la mitad del tanque.
Primero debemos calcular el volumen que corresponde a esas condiciones.

Una vez obtenido recordamos que ese volumen calculado corresponde a la mitad del tanque, entonces podemos determinar el volumen total del tanque solo multiplicando el volumen por 2.

Ahora aplicamos la expresión para calcular la entropia la cual reporta un valor de 0.6174 KJ/K

Luego nos preguntan el resultado pero ahora manejando una temperatura de 500°C

La respuesta es que será el mismo valor que ya calculamos (si lo quieres comprobar puedes intentar hacer el cálculo) esto es debido a que las variables que pueden afectar el valor de la entropia es la cantidad de materia y los volúmenes (por ejemplo que el volumen 1 fuese 2 m³ y el volumen 2 fuese 20 m³).