Question

2. En un dispositivo de cilindro-émbolo con carga variable y con una rueda de paletas integrada al cilindro, hay aire. Al principio está a 500kPa y 27°C. Entonces se hace girar la rueda de paleas mediante un motor eléctrico externo, hasta que se ha transferido al aire la energía de 50kJ/kg en forma de trabajo. Durante este proceso se transfiere calor para mantener constante la temperatura del aire, y al mismo tiempo se triplica el volumen del gas. Calcule la cantidad requerida de transferencia de calor, en kJ/Kg.

Answer 1

Respuesta.

Para resolver este problema se aplica en primer lugar la ley de los gases ideales para el primer estado del cilindro y la ley de la conservación de la energía con la finalidad de aplicar la ecuación para el calor de un proceso isotérmico, como se muestra a continuación:

P1*V1 = m*R*T

Q = R*T*Ln(V2/V1) + W

Los datos son los siguientes:

R = 8.314 kJ/kg*K

T = 27 °C = 300 K

V2 = 3*V1

W = 50 kJ/kg

Sustituyendo:

Q = 8.314*300*Ln(3*V1/V1) + 50

Q = 2790.16 kJ/kg