Question

La nafta que se encuentra en el pistón del motor, se encuentra a una presión

de 30,6 atm. Calcular el trabajo que realiza el pistón cuando pasa de 2 cm3 a

12 cm3

.

B- En el laboratorio se obtienen 30 cm3 de nitrógeno a 750 mm de Hg. Calcular el

trabajo necesario para comprimirlo a la mitad de su volumen.​

Answer 1

a) El trabajo realizado por el  pistón del motor a presión dada    es  30.997, 8 kJ

b) En el laboratorio se comprime el N2 hasta la mitad del volumen realizando un trabajo  igual a  -0.002079 kJ

Explicación: 1.  Ecuación  trabajo termodinámico

Datos a: p= 30.6 atm

W=?

V1= 2 cm3* 1m3/(100 cm)3= 0.000002 m3= 2*10(-3) L

V2= 12 cm3= 12*10(-6)*1000 L= 12*10(-3) L

 a) W = ∫pdV

Asumiendo presión constante e integrando

W= p * (V2-V1)

W= 30.6 atm* (12*10(-3) -  2*10(-3) ) L= 0,306 atm*L

W=  0.306 atm*L*1.013*10(2)kN/m2 *1000L/m3=30.997,8 kJ

W= 30.997.8 kJ

b) Datos compresión  N2 en laboratorio

V1= 30 cm3* 1m3/(100 cm)3= 0,00003 m3

p1= 750 mm Hg*1 atm/760 mmHg= 0.9868 atm*1.013*10(2)kN/m2/atm= 99,967 kN/m2

W=?

V2= 15 cm3 *  1m3/(100 cm)3 = 0.000015 m3

Asumiendo relación p*V= constante  ley  Boyle

p1*V1= p2*V2= pn*Vn entonces p*V= constante

p1*V1= constante= 99.967 kN/m2 * 0,00003 m3 = 0.002999 kJ

p*V= 0.003 kJ;    p= 0.003/V

W = ∫p dV

W= ∫(0.003/V) dV = 0.003∫ dV/V= 0.003 ln V2/V1

W= 0.003 ln V2/V1

W= 0,003 ln ( 0,000015 m3/0,00003 m3)

W= 0,0030 ln 0.5 =0.0030* (-0.69315) = -0.002079 kJ

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