Se condiciona un pisto a cilindro que contiene un volumen V, el cual ejerce una presión P sobre el pistón. El gas se expande lentamente, empujando hacia fuera el pistón. Los datos tomados durante el proceso son: Pi= 15 bares, Vi= 0.03 m3 Pf= 2 bares; Vf= 0,168 m3. Determine el trabajo.
Respuestas
1) La nueva temperatura es de 91.11 K.
2) El trabajo del sistema es de 1010 kJ.
Explicación.
1) En este caso se tiene que aplicar la ecuación para la ley de los gases ideales, la cual es la siguiente:
P*V = m*R*T
Los datos son los siguientes:
P = 101 kPa
m = 2 kg
R = 8.314 kJ/kg*K
V = 5 m³
Sustituyendo:
101*5 = 2*8.314*T1
T1 = 30.37 K
Ahora se aplica la ecuación para relacionar estados a presión constante:
T1/V1 = T2/V2
Los datos son los siguientes:
T1 = 30.37 K
V1 = 5 m³
V2 = 15 m³
Sustituyendo se tiene que:
30.37/5 = T2/15
T2 = 91.11 K
2) Para calcular el trabajo se debe aplicar la siguiente ecuación:
W = P*(V2 - V1)
Datos:
P = 101 kPa
V2 = 15 m³
V1 = 5 m³
Sustituyendo se tiene que:
W = 101*(15 - 5)
W = 1010 kJ