Question

- En un laboratorio se calientan 0,05 kg de aire en un recipiente a presión constante de 1 atmósfera, de manera que la temperatura aumenta de 10 °C hasta 90 °C. Si los calores específicos del aire a presión y volumen constante son Cp y Cv , respectivamente, determine la expresión que corresponde al trabajo efectuado sobre el gas, debido a la variación de volumen que experimentará el recipiente, si el sistema es ideal y la Tk=Tc+273 , donde Tk es la temperatura en kelvin yTc es la temperatura en grados celsius.
necesito el procedimiento

Answer 1

El valor del trabajo ejercido en el proceso de expansion del aire por aumento de la temperatura es:

W = 1155.105 J

Explicación:

Datos del problema:

m = 0.05kg

P = 1 atm = 101.325 kPa

To = 10°C = 283 K

Tf = 90°C = 363 K

R  = 287 J/kgK

Si el aire se comporta como un gas ideal, se debe usar la ecuacion de estado para determinar el volumen en el estado inicial y final del proceso

PV = mRT

Estado inicial

V = 0.05kg * (287 J/kgK) * (283 K) / 101325Pa

V = 0.04 m³

Estado final

V = 0.05kg * (287 J/kgK) * (363 K) / 101325Pa

V = 0.0514 m³

El trabajo viene dado por:

W = P(V2 - V1)

W = 101325Pa (0.0514 m³ - 0.04 m³)

W = 1155.105 J