• Un dispositivo de cilindro-embolo contiene inicialmente 2 L de aire a 100 kPa y 25 °C. El aire se comprime ahora a un estado final de 600 kPa 150 °C La entrada de trabajo útil es de 1.2 kj. Suponiendo que el entorno está a 100 kPa y 25 °C, determine
Respuesta:
a) la energía del aire en los estados inicial y final;
m=(P1*V1)/(R*T1)
m=((100kPa)*(0,002m^3))/((0,287kPa.m^3/(kg.°K))*(298°K))= 0,00234kg
(P2*V2)/T2=(P1*V1)/T1
V2=(P1*V1*T2)/(P2*T1)=((100kPa)*(423°K)*(2l))/((600kPa)*(298°K))=0,473l
S2-So=Cp*In T2/T0-RIn*P2/(Po )
S2-So=(1.009kJ/(kg°K))In (423°K)/(298°K)-(0,287kPa.m^3/(kg.°K))In 600kPa/100kPa=
S2-So=-0,1608(kJ/(kg°K))
X2=m(Cv(T2-To)-To(S2-So))+ Po(V2-Vo)
X2=0,00234kg(0,722kJ/(kg°K) (423°K-298°K)-298°K(-0,1608(kJ/(kg°K))))+ 100kPa(0,000473-0,002)m^3 [kJ/m^3 .kPa]
X2=0,171KJ
b) el trabajo mínimo que se debe suministrar para llevar a cabo el proceso de compresión, y
Xent-Xsal-Xrev=ΔXsistema
Wrev=X2-X1
Wrev=0,171-0=0,171kJ
c) la eficiencia según la segunda ley de este proceso.
n=Wrev/W
n=(0,171 kJ)/(1.2 kJ)
n=14,3%
Explicación: