Me puedes ayudar con este ejercicio urgente por favor.
Se tienen 3kg de un gas Dióxido de Carbono, el gas sufre un proceso isobárico reversible que genera un cambio de entropía de -1.50kJ/kg K. Si el volumen inicial era de 0.6m3 y la temperatura de 200°C, calcule el calor y el trabajo involucrados en el proceso
necesito todo el procedimiento
Respuestas
El valor del calor disipado en este proceso Isobarico es de
Q = -991,67 kJ , Asi como el Trabajo involucrado es de
W = -97 kJ
Explicación:
Para el calculo del calor utilizaremos la siguiente ecuación:
Q = mCp ΔT
Cp = 0,839 kJ/kgK (Dato de tabla)
Necesitamos calcular T2
Utilizamos la ecuación de cambio de entropia para procesos isobáricos
ΔS = Cpln(T2/T1)
ΔS = -1,50kJ/kgK
Cp = 0,839 kJ/kgK
T1 = 200°C + 273,15 = 473,15K
Despejando T2
T2 = e^(ΔS/Cp) * T1 .:. Sustituyendo valores
T2 = e^(-1,50kJ/kgK/0,839 kJ/kgK) * 473,15K
T2 = 79,16 K
Calculando calor:
Q = mCp ΔT
Q = 3kg * 0,839 kJ/kgK * (79,16 K -473,15K )
Q = -991,67 kJ
Para el calculo de trabajo en un gas ideal usamos la siguiente ecuación:
W = P ΔV = P ( V2 - V1 )
Para el calculo de la presión:
P = mRT1/V1
P = 3kg * 0,082 kJ/kgK * 473,15K /0,6 m^3
P = 194 Kpa
Para el calculo del Volumen final
V2 = mRT2/P
V2 = 3kg * 0,082 kJ/kgK * 79,16K / 194 Kpa
V2 = 0,1 m^3
Calculo de Trabajo:
W = 194 Kpa (0,1 m^3 - 0,6 m^3 )
W = -97 kJ