Laboratorio 02 Termodinamica.docx

“LABORATORIO N° 02” CARRERA

: TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CICLO

: III

SECCIÓN

: “A”

DOCENTE

: ROCIÓ CÓRDOBA UBILLÚS

CURSO

: TERMODINÁMICA APLICADA

ALUMNO

: - ACEVEDO QUISPE, HERNÁN WILFREDO

2019 III

Problema 1: La masa de nitrógeno que se encuentra en el interior de un cilindro vertical provisto de un émbolo de área transversal de 30 cm2, el cual se desplaza sin fricción, es de 0,7 g. Si la presión atmosférica es de 101 kPa y sobre él se ejerce una fuerza externa de 20 N. a) Determine el valor de la presión del gas. 𝐹 20𝑁 100𝑐𝑛2 1𝐾𝑝𝑎 𝑃= = × × = 6.67𝐾𝑝𝑎 𝐴 30𝑐𝑛2 1𝑚2 100 b) Si en el ejemplo anterior el volumen del gas fuera de un litro, ¿cuál sería su temperatura? 𝑛 = 0.7𝑔 ×

1𝑚𝑜𝑙 = 0.025𝑚𝑜𝑙 28𝑔

c) Sí la temperatura se redujera en un 20%, manteniendo constante la presión, ¿cuál sería la altura que alcanzaría el émbolo?

8.314𝑗 𝑛𝑅𝑇 (0.025𝑚𝑜𝑙) ( 𝑚𝑜𝑙 . 𝑘) (414.4𝑘) 𝑉= = 𝑃 107.67𝑃𝑎

𝑉 = 0.0008𝑚3 ×

106 𝑚3 = 800𝑚3 1𝑚3

𝑉 800𝑐𝑛3 ℎ= = = 26.7𝑐𝑛 𝑃 30𝑐𝑛3

Problema 2: En un diagrama de presión contra volumen dibuja la trayectoria para la expansión isotérmica dos moles de un gas ideal que se encuentra a 25 ºC y 75 kPa si en este proceso la presión se reduce en un 40%.

Problema 3: En un diagrama PV trace las trayectorias para cada uno de los siguientes procesos que ocurren en forma sucesiva en un sistema cerrado consistente en 2 moles de aire a condiciones estándar de presión y temperatura. Proceso 1: isobárico hasta duplicar la temperatura inicial. PV=nRt 𝑉1 =

𝑛𝑅𝑇 0.082𝑎𝑡𝑚 × 2𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 × 273.15𝐾 = = 44.8 𝑃 1𝑎𝑡𝑚

Ley combinada P1V1T2=P2V2T1 V2=2v1=88.6L

𝑇2 = 2𝑇1 = 2 × 273.15𝐾 = 546.3𝐾 Proceso 2: isotérmico hasta triplicar el volumen del estado inicial 𝑃2 = 1𝑎𝑡𝑚 𝑉2 = 89.6𝐿 𝑇2 = 𝑇3 546.3𝐾 𝑃2 𝑉2 𝑇3 = 𝑃3 𝑉3 𝑇2 El volumen 3 es el triple de V1 , asi que V3=134.4L 1atm x 89.6 L=P3 x 134.4L

P3= 0.66atm

Proceso 3: isocórico hasta reducir la temperatura al valor del estado inicial 𝑃3 = 0.66𝑎𝑡𝑚 𝑉3 = 𝑉4 = 134.4𝐿 𝑇4 = 𝑇1 = 273.15𝐾 Proceso 4: isotérmico hasta reducir el volumen al valor inicial. 𝑃3 𝑉3 𝑇4 = 𝑃4 𝑉4 𝑇3 𝑇

𝑃4 = 𝑇4 × 𝑃3 = 3

𝑉4 = 44.8𝐿

273.15𝐾 546.3𝐾

1

𝑋0.66𝑎𝑡𝑚 = 3 𝑎𝑡𝑚 1

𝑃4 = 3 𝑎𝑡𝑚