Question

Se expande aire de forma isoentrópica (entropía constante) desde 100psia y 500°F hasta 20psia. Determine la temperatura final del gas.

Answer 1

Cuando se expande aire de forma isoentrópica desde 100psia y 500°F hasta 20psia, se obtiene una temperatura final de 467,20 K

Un proceso isentropico es aquel en el que la entropía es constante:

S1 = S2 por lo tanto → ΔS = S2 -S1 = 0

Para calcular el cambio de entropia en un sistema utilizamos la siguiente formula:

ΔS = S2 -S1  = Cp*Ln(T2/T1) - RLn(P2/P1) = 0

Cp del aire = 29,19 J/mol*K

R = 0,0821 atm*L /mol*L

T1 = 500ºF → ºC = 260 → K = 533,15

Despejando Ln(T2/T1):

Ln(T2/T1) =  RLn(P2/P1) = 0,0821 * Ln(20/100) = -0,1321

Despejando T2:

T2/T1 = e^-0,1321 = 0,8763

T2 =  0,8763*T1 =  0,8763*533,15K = 467,20 K