Question

b. Un cilindro pistón contiene 2 Kg de nitrógeno a 101 Kpa en 5 m3 de volumen. Si la presión permanece constante y el volumen es el triple, determine la nueva temperatura y el trabajo del sistema

Answer 1

1) La nueva temperatura es de 91.11 K.

2) El trabajo del sistema es de 1010 kJ.

Explicación.

1) En este caso se tiene que aplicar la ecuación para la ley de los gases ideales, la cual es la siguiente:

P*V = m*R*T

Los datos son los siguientes:

P = 101 kPa

m = 2 kg

R = 8.314 kJ/kg*K

V = 5 m³

Sustituyendo:

101*5 = 2*8.314*T1

T1 = 30.37 K

Ahora se aplica la ecuación para relacionar estados a presión constante:

T1/V1 = T2/V2

Los datos son los siguientes:

T1 = 30.37 K

V1 = 5 m³

V2 = 15 m³

Sustituyendo se tiene que:

30.37/5 = T2/15

T2 = 91.11 K

2) Para calcular el trabajo se debe aplicar la siguiente ecuación:

W = P*(V2 - V1)

Datos:

P = 101 kPa

V2 = 15 m³

V1 = 5 m³

Sustituyendo se tiene que:

W = 101*(15 - 5)

W = 1010 kJ