TERMODINMICA: IWQ 111 Ejemplos Unidad N 4

Problema 4.1 Considere un cilindro aislado de 500 mL, con dos cmaras A y B de igual volumen, separadas por un pistn sin roce no conductor de calor, y retenido por dos topes que impiden su movimiento, como se indica en la Figura 4.1.1. La cmara A contiene N2 inicialmente a 5 bar y 40 C. La cmara B contiene O2 a 12 bar y 60 C. En la cmara que contiene N2 se ha dispuesto una resistencia elctrica de 4 la cual se conecta a una fuente de poder de 500 mV por un periodo de 30 minutos. A continuacin los topes que sostienen el pistn son retirados, observndose que ste se desplaza de su posicin original.

( )GIV 2C N 18.95 J mol K = ; ( )GIV 2C O 21.94 J mol K = . 4.1.1 Determine la temperatura y presin final de la cmara A luego de retirados los topes [C, bar]. 4.1.2 Determine la temperatura y presin final de la cmara B luego de retirados los topes [C, bar]. 4.1.3 Determine el volumen final de la cmara A luego de retirados los topes [mL]. Problema 4.2 Con referencia a la Figura 4.2.1, ambos tanques as como la tubera y vlvula que los conecta estn perfectamente aislados; la cmara 1 inicialmente contiene un gas ideal a 10 bar y 20 C; las cmaras 2 y 3 con un volumen inicial de 0.25 m3 cada una, contienen el mismo gas a 1 bar y 20 C. La vlvula que conecta ambos tanques se abre, permitiendo que muy lentamente las tres cmaras alcancen idntica presin, momento en el cual se cierra la vlvula. El pistn que separa las cmaras 2 y 3 no conduce el calor, y est libre de roce. La capacidad calorfica del gas a presin constante es 4R. Determine: 4.2.1 Temperatura final de las cmara 1, 2, 3 [C]. 4.2.2 Volumen final de la cmara 2 [m3]. 4.2.3 Trabajo realizado sobre el gas contenido en la cmara 3 durante el proceso [kJ].

Laboratorio Termodinmica

Procesos

de

de T P

Figura 4.1.1

Topes

Resistencia elctrica

Cmara B Cmara A

Cmara 2 Cmara 3

Figura 4.2.1

0.5 m3

Cmara 10.5 m3