Como desarrollo el Ejercicio de Termodinámica
Calcule el trabajo realizado y el volumen final luego de un proceso isotérmico donde la entropía de 0,2 kmol de aire aumenta en 3,6 kJ/K si la presión inicial es 600 kPa y la temperatura 400 K.
1 respuesta
Si te moves sobre una isoterma debes utilizar siempre:
P1V1 = P2V2 = nRT ecuacion de los gases ideales.
Delta S = INTEGRAL dQ/T
En el proceso isotérmico, no hay variación de energía interna, el primer principio implica entonces que el calor absorbido es igual al trabajo realizado por el gas durante su expansión.
dQ= dW= p dV
Delta S = INTEGRAL pdV/T = INTEGRAL nR/V ....definida entre V1 Y V2
Reemplazando en tus datos y luego de integrar llegas a ...........
3.6 Kjoules/ K = nR ln V2/V1...........
Calculemos nR ...........n = nro. de moles de aire= 200 moles de aire
R = 8.3145 x 10^-3 Kjoule / K mol
Luego nR = 200 x 8.3145 x 10^-3 Kjoule / K mol = 1.663 k Joule/K
3.6 Kjoules/K = 1.663 kJoule/K ln (V2/V1)
Para tener V2 debemos conocer V1 ......lo hallas de la ecuacion de estado:
P1V1=P2V2= nRT = 1.6630 x 10^-3 Kjoule/K x 400 K = 0.665 KJoules
V1 = 0.665 K joules / 600 K Pa = 1.1 x 10^-3 m^3
Volves a la ecuacion original:
3.6 Kjoules/K = 1.6630 kJoule/K ln (V2/V1) .....ln( V2/V1) = 2.16
(v2/v1) = 8.715 .....................V2= Volumen Final = 8.715 x 1.11 = 9.673 m^3
El trabajo realizado = INTEGRAL/ pdV/ entre V1 y V2 ......= nRT ln(v2/v1)
(1.6630 k Joule/K x 400K) ln (9.673 / 1.11) = 665.20 Joule x 2.165 = 1440 Kjoules.
