Question

En un conjunto de pistón y cilindro con volumen de 0,1 m3, hay nitrógeno a 300 kPa y 100ºC. El nitrógeno se comprime en un proceso politrópico, con exponente igual a 1,2; hasta una presión final de 1240 kPa. Calcule:a) Constante del proceso politrópico.b) Trabajo absorbido o eliminado por el proceso.c) Calor absorbido o eliminado por el proceso. Proceso pilotrópico: P*Vn = cte

Answer 1

a) Para un proceso politrópico:  $P.V^n=C$

Reemplazando valores:

300000 Pa x (0,1 m³)¹°² = C

C = 18928,72033 Pa.m³°⁶    (esa bolita ° del exponente es un punto (.))

b) Como la presión es relativamente pequeña (2,96 atm), consideremos un gas ideal.

Y un proceso ideal es reversible, es decir, no posee fuerzas opuestas.

El trabajo aquí se absorbe por tratarse de una compresión.

Además es isotérmico.

Por lo tanto, el trabajo isotérmico reversible es:

$W=- \int\limits^2_1 {P} \, dV$

Donde 1 es el estado inicial y 2 es el estado final.

Desarrollando esa integral para un gas ideal, la expresión se reduce así:

$W=-RT.ln( \frac{P_{1} }{ P_{2} } )$

Reemplazando valores:

W = +4400,753183 J

c) Cuando se realiza un trabajo sobre el sistema, se libera calor (-)

Por la primera ley de la termodinámica:

$Q+W= delta de U$

Pero delta de U se halla como:

$n. C_{v} .deltadeT$

Pero como no hay variación de temperatura 

Delta de U es 0.

Por lo tanto el calor es -4400,753183 J/mol

ESPERO HABERTE AYUDADO