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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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Un dispositivo cilindro-émbolo mantenido a una presión constante de 0.1 MPa, contiene Argón (g) que se enfría desde 150 °C hasta 40 °C. Considerando comportamiento de gas ideal, calcular:
a) Calor intercambiado en kJ/kg (es cedido al medio ambiente o absorbido?)
b) Trabajo intercambiado en kJ/kg (es cedido al medio ambiente o absorbido?)
c) La variación de entropía del Argón en kJ/kg K
d) La generación de entropía suponiendo que la temperatura de la frontera del sistema se mantiene constante en 22 °C.
Rta: a) Q = -57.158 kJ/kg (cedido)
b) W = 22.863 kJ/kg (absorbido)
c) ΔSsist = - 0.1565 kJ/kg K
d) Sgen = 0.35 kJ/kg K
Nose como arrancarlo para hacer el punto a, no tengo datos sobre concentracion ni volumen.
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
Mensajes: 2716
Ubicación: San Isidro
Carrera: Industrial
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A) Como el sistema está presión constante ![[tex]Q=\Delta H = c_p \cdot m \cdot \Delta T[/tex]](images/latex/2a20b0b2fcb48de3c5d2126de1b2f78a8cfd266c_0.png "[tex]Q=\Delta H = c_p \cdot m \cdot \Delta T[/tex]") Reemplazás los datos y listo.
B) Sabiendo ![[tex]Q[/tex]](images/latex/c8eb04937fb64e00e48ea872a5cb960a791fcb3a_0.png "[tex]Q[/tex]") y usando el 1er principio de la Termodinámica ![[tex]W = Q - \Delta U = Q - c_v \cdot m \cdot \Delta T[/tex]](images/latex/2dc7bacc2fbc5a6927d6e2608b9bafe5c5f0ca59_0.png "[tex]W = Q - \Delta U = Q - c_v \cdot m \cdot \Delta T[/tex]")
C) Acá usás ![[tex]\Delta S = m \cdot c_p \cdot ln \frac{T_2}{T_1} - m \cdot R \cdot ln \frac{P_2}{P_1}[/tex]](images/latex/d702b499f349bbc0f804d414a2d60a9211960cf3_0.png "[tex]\Delta S = m \cdot c_p \cdot ln \frac{T_2}{T_1} - m \cdot R \cdot ln \frac{P_2}{P_1}[/tex]")
D)![[tex]S_{gen}[/tex]](images/latex/a305a222a6f84f02c3e2362cc50a5dd9b02e2f10_0.png "[tex]S_{gen}[/tex]") es la variación de Entropia del Universo y es igual a la suma de la variación de la entropía del Sistema y del Entorno. La del Sistema la calculaste antes y la del medio la calculas como ![[tex]\frac{Q}{T}[/tex]](images/latex/4e54c9c6f79f0ef7a846a053737e529a7f59abe7_0.png "[tex]\frac{Q}{T}[/tex]") con del punto A y ![[tex]T[/tex]](images/latex/d2e04dadb5f6870434e79813f5ee568b1864df29_0.png "[tex]T[/tex]") del punto D.
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![[tex]\int Oso + 10\ dt...[/tex]](images/latex/a328513baa7a9ae1a5f22b69d45dd2a6b90980e8_0.png "[tex]\int Oso + 10\ dt...[/tex]")
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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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Muchas Gracias!
Aprovecho para hacerte otra pregunta, como encuentro la Entropia Generada en una evolucion adiabatica Irreversible?
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
Mensajes: 2716
Ubicación: San Isidro
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Como es Adiabática ![[tex]\Delta S_{Sistema}=0[/tex]](images/latex/5d46f2ca2d05f34cfd928fa2f999b87023472270_0.png "[tex]\Delta S_{Sistema}=0[/tex]") pero al ser irreversible ![[tex]\Delta S_{medio}\not= 0[/tex]](images/latex/c48a7cfc61362bd55d034818a98f7efeeb8aeaab_0.png "[tex]\Delta S_{medio}\not= 0[/tex]") y se calcula como siendo y el calor y la temperatura del medio.
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gira
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 13 Ago 2007
Mensajes: 2166
Carrera: Industrial
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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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| Y de donde saco ese Q, porque me dice que es Adiabatica...
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
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| Trigger escribió:
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Y de donde saco ese Q, porque me dice que es Adiabatica...
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En Aplicada te lo dan de dato o te dan la entropía del medio o alguna otra combinación.
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Ignacip
Nivel 5
Registrado: 31 Mar 2009
Mensajes: 133
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| La variación de Entropía (delta S) = S gen (S generada)
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gira
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 13 Ago 2007
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gira
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 13 Ago 2007
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
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Carrera: Industrial
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| gira escribió:
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| Oso escribió:
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Como es Adiabática pero al ser irreversible y se calcula como siendo y el calor y la temperatura del medio.
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No tiene mucho sentido esto, si el proceso es adiabático el calor es 0, tanto para el medio como para el sistema.
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Si el proceso es irreversible tenés sí o sí un
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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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En la carpeta de Vera solo tengo que si es Adiabatica reversible, Sgen>0 pero no tengo ni idea de como calcularlo.
El ejercicio donde me lo piden es este:
Calcular la temperatura final del sistema y la entropía generada cuando 0.7 m3 de gas metano inicialmente a 300 K y 70 atm, se expanden adiabáticamente hasta 3.5 atm
a) mediante un proceso reversible
b) mediante un proceso irreversible con una presión externa constante de 3.5 atm.
Dato: calor específico del metano = 36 J/mol K
Rta: a) Tf = 150.2 K; Sgen = 0 b) Tf = 234.18 K; Sgen = 31.85 kJ/K
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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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| Perdon, Adiabatica Irreversible.
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Oso
Nivel 9
Edad: 38
Registrado: 01 Mar 2007
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Ubicación: San Isidro
Carrera: Industrial
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Es largo el punto A así que solo hago el B.
![[tex]dU=\delta Q - P_{ext} dV[/tex]](images/latex/a68a9005a3eadfe4370ab3b10a9809b5fcccacdb_0.png "[tex]dU=\delta Q - P_{ext} dV[/tex]") Como es adiabática ![[tex]\delta Q = 0[/tex]](images/latex/ab057e6aaea6a4b9bb2235f4e3768e2169a8182f_0.png "[tex]\delta Q = 0[/tex]") y reemplazando queda ![[tex]n \cdot c_v \cdot \Delta T = -P_{ext} \cdot \Delta V[/tex]](images/latex/762008438798889b89975e8947b690297216c650_0.png "[tex]n \cdot c_v \cdot \Delta T = -P_{ext} \cdot \Delta V[/tex]") y volviendo a reemplazar queda ![[tex]n \cdot c_v \cdot (T_f - T_i) = -P_{ext} \cdot (\frac{n \cdot R \cdot T_f}{P_f} - V_i)[/tex]](images/latex/820edecb18e189a5bbb37bc6280600a6a647adfa_0.png "[tex]n \cdot c_v \cdot (T_f - T_i) = -P_{ext} \cdot (\frac{n \cdot R \cdot T_f}{P_f} - V_i)[/tex]")
Despejás y hallás ![[tex]T_f[/tex]](images/latex/a03ae2610ac4f189cf32e12ec8916aa4d0779bbb_0.png "[tex]T_f[/tex]") y con ese dato hallás ![[tex]V_f[/tex]](images/latex/736dfdee1512592559515c9e12aa31e8397cac14_0.png "[tex]V_f[/tex]") y los usás para hallar ![[tex]\Delta S_{Sistema} = S_{gen} = n \cdot c_v \cdot ln \frac{T_f}{T_i} + n \cdot R \cdot ln \frac{V_f}{V_i}[/tex]](images/latex/9e4933fddb3f7702ae56b12f940fb9b6d271801a_0.png "[tex]\Delta S_{Sistema} = S_{gen} = n \cdot c_v \cdot ln \frac{T_f}{T_i} + n \cdot R \cdot ln \frac{V_f}{V_i}[/tex]")
Si tenés otra duda mañana te la respondo porque no doy más y la cama me llama 
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gira
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 13 Ago 2007
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Carrera: Industrial
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| Oso escribió:
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| gira escribió:
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| Oso escribió:
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Como es Adiabática pero al ser irreversible y se calcula como siendo y el calor y la temperatura del medio.
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No tiene mucho sentido esto, si el proceso es adiabático el calor es 0, tanto para el medio como para el sistema.
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Si el proceso es irreversible tenés sí o sí un
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pasa que vos te confundís en esto que es clave:
![[tex]\Delta S \ne \frac{Q}{T}[/tex]](images/latex/43e6cebf0207db0ab4c33dac0cd89cc21a288e5f_0.png "[tex]\Delta S \ne \frac{Q}{T}[/tex]")
![[tex]\Delta S \ne \int {\frac{{\delta Q}}{T}}[/tex]](images/latex/e88a3f802a6fa6c33349f618f42f6372f33c5ec3_0.png "[tex]\Delta S \ne \int {\frac{{\delta Q}}{T}}[/tex]")
la definición es:
![[tex]\Delta S = \int {\frac{{\delta {Q_{rev}}}}{T}}[/tex]](images/latex/49f1f1a1b4e923b214f52d72f013e6b7e9b43bd3_0.png "[tex]\Delta S = \int {\frac{{\delta {Q_{rev}}}}{T}}[/tex]")
En un proceso adiabático irreversible que va del estado 1 al 2 vos tenes que:
![[tex]\delta {Q_{irrev}} = 0[/tex]](images/latex/b57336fd77e643108ffe1c652af071df7c136185_0.png "[tex]\delta {Q_{irrev}} = 0[/tex]")
Pero si vas del estado 1 al 2 por un camino reversible vas a tener en cambio que:
![[tex]\delta {Q_{rev}} \ne 0[/tex]](images/latex/6f5c364180e0be7e1d9711a8404e2991ccd7f310_0.png "[tex]\delta {Q_{rev}} \ne 0[/tex]")
Por ello es que, para un proceso adiabático irreversible:
![[tex]\Delta {S_{SIST}} \ne 0[/tex]](images/latex/e45094de838e060e4325df2e53c198f4d303708b_0.png "[tex]\Delta {S_{SIST}} \ne 0[/tex]")
La entropía del medio me parece que es 0 y por eso la del sistema será mayor a cero, pero no recuerdo bien como se justifica.
PD: En gral. para calcular ![[tex]\Delta {S_{SIST}}[/tex]](images/latex/1a2416e342b54909d82cceaa3218e9613848e523_0.png "[tex]\Delta {S_{SIST}}[/tex]") en este tipo de problemas, si tenes un gas ideal, usas cualquiera de las formulas de la entropía para gases ideales
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Cuanto más complicada parece una situación, más simple es la solución. Eliyahu Goldratt
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![[tex]{S_{gen}} = \Delta {S_{UNIV}} = \Delta {S_{MEDIO}} + \Delta {S_{SIST}} [/tex]](images/latex/6f739d65f1ae47acd47c1ed2159f6ab9c104c65c_0.png "[tex]{S_{gen}} = \Delta {S_{UNIV}} = \Delta {S_{MEDIO}} + \Delta {S_{SIST}} [/tex]")