Question

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.

Answer 1

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