Question

Se tiene Nitrógeno a 73 kPa y 85 °C se calienta en un recipiente rígido hasta que su presión es 170 kPa. Calcule el calor que se transfiere durante este proceso, en kJ/kg.
Tome el Cv del Nitrogeno como: 0.743 kJ/kg⋅K

Answer 1

El valor del calor cedido al sistema para calentar el Nitrogeno es de Q = 880.8 kJ/kg

Explicación paso a paso

Datos del enunciado:

Cv = 0.743 kJ/ kgK

P1 = 73 KPa

T = 85°C = 358K

P2 = 170 KPa

Suponiendo que el volumen es constante de V = 1m³, calculamos la masa en el estado 1

PV = mRT

m = PV/RT

m = 73Kpa * 1m³ / 0.082 kJ/kgK * 358 K

m = 2.48 kg

Calculamos temperatura en estado 2

T = PV/mR

T = 170 KPa * 1m³ / 2.48 kg * 0.082 kJ/kgK

T = 836 K

La ecuacion que permite el calculo del calor es la siguiente:

Q = mCvΔT

Q = 2.48 kg * 0.743 kJ/ kgK * (836 K - 358K)

Q = 880.8 kJ/kg

Answer 2

Respuesta:

Q= 353.4 kJ/Kg

Explicación:

Datos

Cv= 0,743 kJ/kg*k

P1= 73 kPa

T1= 85 C          convertimos a kelvin  T1= 85+273= 358K

P2= 170 kPa

R= 0,82 kj/kg*k

T2= ?

como no tenemos ni masa ni volumen asuminos que es constrante  dandoles un valor de 1

Ecuacion

PV= nRT

se plantea la ecuacion en el estado inicial  y en el estado final

$P_{1}V_{1} =nRT\\P_{2}V_{2}=nRT$

como el volumen es constante se considera el mismo para ambas ecuaciones  y se igualan

$\frac{P_{1}V}{P_{2}V}=\frac{nRT_{1}}{nRT_{2}}$

como V, n y R son constantes se cancelan de la ecuacion  y se replantea

$\frac{P_{1}}{P_{2}}=\frac{T_{1}}{T_{2}}$

despejamos la temperatura dos que es la que necesitamos hallar

${T_{2}}=\frac{T_{1}{P_{2}}}{P_{1}}$

$T_{2}=\frac{170kPa*358K}{73kPa}=833.69$

con la temperatura dos hallada porcedemos a usar la ecuacion calorica

Q=mcvΔT

donde la masa esconstante por ende se puede omitir o poner 1

Q= 0.743kJ/kgK(833K-358K)

Q=0.743kJ/kgK(475.6986).

Q=353.444 kJ/kg