APLICACIÓN DE LA 1ª LEY DE LA TERMODINÁMICA

APLICACIÓN DE LA 1ª LEY DE LA TERMODINÁMICA  

Sistemas cerrados

1.-        Un sistema sin flujo sufre un proceso en el que se liberan 42 kJ de calor. Si la presión se mantiene constante a 125 kPa mientras que el volumen varía de 0.2 m3 a 0.06 m3, determine el trabajo realizado y el cambio en la energía interna.

2.-   Un pistón sin fricción se eleva por el calentamiento isobárico  de un gas contenido en un cilindro. La presión inicial es de 2 atm  y el volumen inicial de 35 ft3. El calor transferido al tanque es igual a 2000 Btu y el volumen final es de 70 ft 3   Determine  W, ΔU  y ΔH  e  indique si hubo un aumento o una disminución de la energía interna.

3.-        Un metro cúbico de un gas ideal ( Cp = 21 J/gmol K) a 600 K y 1000 kPa se expande hasta alcanzar cinco veces su volumen inicial de la siguiente manera:

1. Por un proceso isotérmico mecánicamente reversible.
2. Por un proceso adiabático mecánicamente reversible.

Para cada caso determine la temperatura, la presión final y el WTOTAL, QTOTAL, ΔUTOTAL  y ΔHTOTAL  en kJ . Indique si el calor y el trabajo son transferidos al sistema o por el sistema. Dibuje las trayectorias en un diagrama P-V

4.-   Un mol de un gas ideal inicialmente a 30°C y 1 bar experimenta los siguientes cambios mecánicamente reversibles. Se comprime isotérmicamente hasta un punto tal que cuando se calienta a volumen constante hasta 120 °C su presión final es de 12 bar. Calcúlese  Q, W,  ΔU,  ΔH  para el proceso. Tome  Cp  =  3.5 Ru. Dibuje las trayectorias en un diagrama P-V

5.-   Calcule el trabajo en BTU, realizado por un gas ideal al pasar del estado A  al  C, de acuerdo a las siguientes trayectorias; de 210  ft3 se comprime isotérmicamente hasta 140  ft3 y luego se enfría isobáricamente hasta 14.7 Psia  y  70  ft3. Dibuje las trayectorias en un diagrama P-V.

6.-        Un mol de aire, inicialmente a 150 ºC y 8 bar, experimenta los siguientes cambios mecánicamente reversibles. El gas se expande isotérmicamente a una presión tal que cuando éste se enfría hasta 50 ºC a volumen constante, la presión final es de 3 bar. Suponga que el aire es un gas ideal para el que Cp = 7/2 Ru. Determine Q , W, ΔU y ΔH e indique si el calor y el trabajo son transferidos al sistema o por el sistema.

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