| Autor |
Mensaje |
s4nti4go
Nivel 4
Edad: 33
Registrado: 04 Oct 2007
Mensajes: 94
Carrera: Química
|
|
Buenas!!
El problema dice:
Se tiene un arreglo cilindro-pistón vertical, en el cual desliza el pistón sin fricción. El área del pistón es de 0,5 m2 y el aire contenido en el cilindro está inicialmente a 1000 K y 400 kPa.
Considere que el aire se enfría muy lentamente, y:
a) Calcule la presión y la temperatura del aire en el instante en que el pistón alcanza los topes (una aclaración, el volumen inicial del aire es de 1m3, y cuando alcanza los topes, es la mitad).
b) Calcule el trabajo realizado en el proceso global.
c) Evalúe la generación de entropía durante este proceso.
d) Grafique el proceso en diagramas P-V y T-s, mostrando el trabajo y el calor intercambiado en el mismo.
Bueno, el asunto es el siguiente:
A partir de que el aire se enfría lentamente, supongo que hay una reversibilidad del proceso. Hasta ahi todo bien. Como el sistema es cerrado, la masa es constante. Nunca me especifica si es o no adiabático (en el esquema, se ve que las paredes del piston son gruesas y toda la bola), por lo que supongo que hay una generación de entropía del universo.
¿Ésta última suposición que hice (la de que el proceso es adiabático) es correcta? Esta duda me surge porque, a pesar de que el aire sufre una disminución de energía interna, me suena "raro" que disminuya su temperatura y no libere calor...
Por otra parte... ¿es "válido" considerar que la presión a la que está sometida el aire es constante?
Al que me ayude ya se lo estoy agradeciendo un monton... Me re colgue con Termo para poder dar Inorgánica y Álgebra, haciendo malabares obviamente...
|
|
|
|
|
|
   |
     |
|
fuckin_gordito
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 21 Jul 2006
Mensajes: 4207
Ubicación: P. Chacabuco
Carrera: Industrial
|
|
tenes el dibujito a mano
si lo colgas te digo como resolverlo
igual te respondo un par de dudas
| Cita:
|
|
¿Ésta última suposición que hice (la de que el proceso es adiabático) es correcta? Esta duda me surge porque, a pesar de que el aire sufre una disminución de energía interna, me suena "raro" que disminuya su temperatura y no libere calor...
|
no podes asumir nada porq el enunciado no te lo dice. pero un error muy frecuente es pensar q porq el adiabatico el sistema no pueda cambiar su temperatura. el sist puede incrementar o disminuir su temp.
| Cita:
|
Por otra parte... ¿es "válido" considerar que la presión a la que está sometida el aire es constante?
|
no, la presion del aire no es constante. este es un error conceptual q es importante q entiendas.
lo q si es cte a lo largo de este proceso particular es la relacion entre P y V. dicho de otra manera, lo q es constante es el integrando para calcular el trabajo
|
|
|
|
_________________
All'alba vincerò!
vincerò, vincerò!
vincerò!
|
|
  |
|
|
s4nti4go
Nivel 4
Edad: 33
Registrado: 04 Oct 2007
Mensajes: 94
Carrera: Química
|
|
Acá te paso un esquema del aparato... no dice ni más ni menos que el esquema de la guía...
Respecto a la operación adiabática, tenés razón con que si se opera adiabáticamente, puede haber cambio de temperatura, lo que no hay es intercambio de calor con el exterior. Ahora... ¿Tiene sentido que se modifique la temperatura sin que haya una liberación de energía en forma de calor?
Y por otro lado, la expresión quedaría (considerando gases ideales, algo razonable para una presión de aproximadamente 4 bar), como RT/V, que integro sin drama... El tema es que la temperatura NO es constante (esto me hace suponer que, si no es que intercambia calor con el cilindro, lo hace con el medio exterior: acá viene la cuestión acerca de la operación adiabática), y tener que integrar eso no sería posible, ya que se estaría hablando de un proceso poliprótico, cosa que excede las expectativas de la materia (Campanella dijo en la teórica que no le dieramos bolilla, calculo que seguramente lo vamos a tocar en Intro). Acá es donde quedo muerto...
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
|
|
1°
Considerá al sistema inicialmente en equilibrio, cosa que los 400kpa iniciales sean la presión que ejerce el pistón sobre el aire. Entonces con la ecuación de los gases, siendo ![[tex]R_{aire}=0,287Kj/kg°K [/tex]](images/latex/4e93e1a19bf56e7dce96956a0ad24a5e91233fa3_0.png "[tex]R_{aire}=0,287Kj/kg°K [/tex]") , sacás los estados de temperatura en los puntos donde te pide calcularlo.
2° si te dice que se enfría lentamente es porque se le quita calor. Enfríar es quitar calor, entonces no es adiabático. Además pensá ¿cómo va a bajar el pistón?
3° ![[tex] \Delta U = Q - W [/tex]](images/latex/62fbdb01e69cc6d99edaa586065070462fd1edce_0.png "[tex] \Delta U = Q - W [/tex]") ; ![[tex] \Delta U [/tex]](images/latex/7f74eae3a89c702c4aeecf7c90136addd85bccee_0.png "[tex] \Delta U [/tex]") ya lo tenés porque tenés la variación de temperatura y la masa la calculás con los estados iniciales.
W en tanto es ![[tex] P \Delta V [/tex]](images/latex/1169f50e4ea6c4c0d3af9fd8f09474fa8f04c708_0.png "[tex] P \Delta V [/tex]") ; P es constante acordate. Entonces sacás Q
La variación de entropía del sistema es ![[tex] \Delta S_{sist} = m(C_v ln (T_f/T_0) + R ln(v_f/V_0))[/tex]](images/latex/b7ba633d25a2d1ea76c322d36832a8a335520174_0.png "[tex] \Delta S_{sist} = m(C_v ln (T_f/T_0) + R ln(v_f/V_0))[/tex]") o bien ![[tex]\Delta S_{sist} = m(C_v ln(P_f/P_0) + C_p ln (V_f/V_0)) [/tex]](images/latex/c82381a1b46457e03849751fea436ae3e04a519b_0.png "[tex]\Delta S_{sist} = m(C_v ln(P_f/P_0) + C_p ln (V_f/V_0)) [/tex]") o bien ![[tex] \Delta S_{sist} = m(C_p ln(t_f/t_0) - R ln (P_f/p_0)) [/tex]](images/latex/2d16c46084dff4891c7a14aba5cfb5c20aa07093_0.png "[tex] \Delta S_{sist} = m(C_p ln(t_f/t_0) - R ln (P_f/p_0)) [/tex]") podés usar cualquiera acordate que es función de estado.
Eso te tendría que dar un numero distinto de cero ya que el proceso no fue adiabático. Creo que te va dar menor que cero, por lo cual dirás ¿pero no me tiene que dar positivo? Noooo . Porque el que va a aumentar su entropía es el medio, lo que pasa que es incalculable en este caso porque faltan datos. Entonces ![[tex]\Delta S_u = \Delta S_s + \Delta S_m [/tex]](images/latex/db6f276bd97f64a55efa58633971012c9fd2aee4_0.png "[tex]\Delta S_u = \Delta S_s + \Delta S_m [/tex]") y esto si va a ser mayor que cero.
Espero que te sirva.
|
|
|
|
_________________
|
|
  |
 |
|
fuckin_gordito
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 21 Jul 2006
Mensajes: 4207
Ubicación: P. Chacabuco
Carrera: Industrial
|
|
veo q con lo q mas tenes problemas es con calcular el trabajo.
pensa q el trabajo q realiza el sistema es la integral de P dv
ahora, te propongo q calcules el trabajo hecho por el medio contra el sistema.
vas a ver q te va a quedar una expresion del tipo - P (delta)V
sabiendo q Lsist = - Lmedio, sacas el trabajo q realizo el sistema
lo q quisiste plantear en tu ultimo post esta mal porq el termino RT/V es una funcion de 2 variables donde T no es cte. solo podes aplicar eso en el caso q tengas una evolucion isotermica o alguna politropica media rara.
|
|
|
|
_________________
All'alba vincerò!
vincerò, vincerò!
vincerò!
|
|
| |
|
|
|
|
|
Ver tema siguiente
Ver tema anterior
Podés publicar nuevos temas en este foro
No podés responder a temas en este foro
No podés editar tus mensajes en este foro
No podés borrar tus mensajes en este foro
No podés votar en encuestas en este foro
No Podéspostear archivos en este foro
No Podés bajar archivos de este foro
|
Todas las horas son ART, ARST (GMT - 3, GMT - 2 Horas)
Protected by CBACK CrackerTracker365 Attacks blocked.
|
