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Cuatro procesos no cuasiestáticos

De Laplace

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==Enunciado==
==Enunciado==
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Se tiene un cilindro horizontal cerrado por un pistón, en cuyo interior hay aire seco (considerado un gas ideal diatómico). Inicialmente, el aire interior se encuentra a 450\,kPa y 333\,K, ocupando un volumen de 1000\,cm\tss{3}. El
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Se tiene un cilindro horizontal cerrado por un pistón, en cuyo interior hay aire seco (considerado un gas ideal diatómico). Inicialmente, el aire interior se encuentra a 450\,kPa y 333\,K, ocupando un volumen de 1000 cm³. El ambiente se encuentra a 100 kPa y 296 K, valores que no cambian en ningún momento.
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ambiente se encuentra a 100\,kPa y 296\,K, valores que no cambian en ningún
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Las paredes del cilindro son adiabáticas. El pistón está inicialmente limitado
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Las paredes del cilindro son adiabáticas. El pistón está inicialmente limitado por un tope y forrado de forma que está aislado térmicamente.
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por un tope y forrado de forma que está aislado térmicamente.
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Se realiza entonces el siguiente proceso compuesto:
Se realiza entonces el siguiente proceso compuesto:
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\item[A$\to$B] Se libera bruscamente el tope, dejando que el gas se expanda sin
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* '''A→B''' Se libera bruscamente el tope, dejando que el gas se expanda sin quitarle el aislante térmico.
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quitarle el aislante térmico.
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* '''B→C''' Una vez que se ha alcanzado de nuevo el equilibrio y sin volver a fijar la tapa, se quita bruscamente el aislante térmico, dejando que el sistema evolucione.
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\item[B$\to$C] Una vez que se ha alcanzado de nuevo el equilibrio y sin volver
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a fijar la tapa, se quita bruscamente el aislante térmico, dejando que el
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Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.
Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.
Para este proceso
Para este proceso
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\item[\textbf{a.1)}] Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados B y C.
 
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\item[\textbf{a.2)}] Halle el trabajo y el calor netos que entran en el sistema, así como la
 
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variación de energía interna, en los pasos A$\to$B y B$\to$C.
 
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\item[\textbf{a.3)}] Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo
 
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en cada uno de los dos pasos.
 
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Suponga ahora que, partiendo del mismo estado inicial se realizan los dos
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:'''a.1''' Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados B y C.
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desbloqueos en orden inverso, es decir,
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:'''a.2''' Halle el trabajo y el calor netos que entran en el sistema, así como la variación de energía interna, en los pasos A→B y B→C.
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:'''a.3''' Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo en cada uno de los dos pasos.
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\item[A$\to$D] Se quita bruscamente el aislante térmico, sin quitar el tope
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\item[D$\to$E] Sin volver a poner el aislante, se libera bruscamente el tope.
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* A→D Se quita bruscamente el aislante térmico, sin quitar el tope
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* D→E Sin volver a poner el aislante, se libera bruscamente el tope.
Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.
Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.
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Para este nuevo proceso, calcule las mismas magnitudes que en el caso anterior,
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Para este nuevo proceso, calcule las mismas magnitudes que en el caso anterior, es decir:
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\item[\textbf{b.1)}] Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados D y E.
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variación de energía interna, en los pasos A$\to$D y D$\to$E.
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en cada uno de los dos pasos.
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Empléense las tablas adjuntas para anotar los resultados
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:'''b.1''' Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados D y E.
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:'''b.2''' Halle el trabajo y el calor netos que entran en el sistema, así como la variación de energía interna, en los pasos A→D y D→E.
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:'''b.3''' Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo en cada uno de los dos pasos.

Revisión de 17:42 8 abr 2014

Enunciado

Se tiene un cilindro horizontal cerrado por un pistón, en cuyo interior hay aire seco (considerado un gas ideal diatómico). Inicialmente, el aire interior se encuentra a 450\,kPa y 333\,K, ocupando un volumen de 1000 cm³. El ambiente se encuentra a 100 kPa y 296 K, valores que no cambian en ningún momento.

Las paredes del cilindro son adiabáticas. El pistón está inicialmente limitado por un tope y forrado de forma que está aislado térmicamente.

Se realiza entonces el siguiente proceso compuesto:

  • A→B Se libera bruscamente el tope, dejando que el gas se expanda sin quitarle el aislante térmico.
  • B→C Una vez que se ha alcanzado de nuevo el equilibrio y sin volver a fijar la tapa, se quita bruscamente el aislante térmico, dejando que el sistema evolucione.

Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.

Para este proceso

a.1 Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados B y C.
a.2 Halle el trabajo y el calor netos que entran en el sistema, así como la variación de energía interna, en los pasos A→B y B→C.
a.3 Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo en cada uno de los dos pasos.

Suponga ahora que, partiendo del mismo estado inicial se realizan los dos desbloqueos en orden inverso, es decir,

  • A→D Se quita bruscamente el aislante térmico, sin quitar el tope
  • D→E Sin volver a poner el aislante, se libera bruscamente el tope.

Ninguno de los dos pasos es cuasiestático.

Para este nuevo proceso, calcule las mismas magnitudes que en el caso anterior, es decir:

b.1 Calcule la presión, volumen y temperatura del gas en los estados D y E.
b.2 Halle el trabajo y el calor netos que entran en el sistema, así como la variación de energía interna, en los pasos A→D y D→E.
b.3 Halle la variación de entropía del sistema, del ambiente y del universo en cada uno de los dos pasos.
Obtenido de "http://tesla.us.es/wiki/index.php/Cuatro_procesos_no_cuasiest%C3%A1ticos"

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