Ciclo termodinámico trapezoidal (GIE)
De Laplace
(Diferencias entre revisiones)
| Línea 60: | Línea 60: | ||
|} | |} | ||
==Calor, trabajo y energía interna== | ==Calor, trabajo y energía interna== | ||
| + | Aplicando repetidamente el primer principio de la termodinámica para gases ideales | ||
| + | |||
| + | <center><math>Q+W=\Delta U=\frac{p_fV_f-p_iV_i}{\gamma-1}</math></center> | ||
| + | |||
| + | y que en cada paso o bien Q=0 o bien W=0, queda | ||
| + | |||
| + | {| class="bordeado" | ||
| + | |- | ||
| + | ! Proceso | ||
| + | ! ''Q'' (J) | ||
| + | ! ''W'' (J) | ||
| + | ! ''ΔU'' (J) | ||
| + | |- | ||
| + | ! A→B | ||
| + | | 0 | ||
| + | | 272 | ||
| + | | 272 | ||
| + | |- | ||
| + | ! B→C | ||
| + | | 578 | ||
| + | | 0 | ||
| + | | 578 | ||
| + | |- | ||
| + | ! C→A | ||
| + | | 0 | ||
| + | | −544 | ||
| + | | −544 | ||
| + | |- | ||
| + | ! D→A | ||
| + | | −306 | ||
| + | | 0 | ||
| + | | −306 | ||
| + | |} | ||
| + | |||
[[Categoría:Problemas del primer principio de la termodinámica (GIE)]] | [[Categoría:Problemas del primer principio de la termodinámica (GIE)]] | ||
Revisión de 19:38 20 mar 2017
Contenido |
1 Enunciado
Una cierta cantidad de aire seco experimenta una compresión cuasiestática A→B que se describe en un diagrama pV con un segmento rectilíneo como el de la figura. Sean 
, 
y 
las condiciones iniciales yVA / VB = r = 3 la relación de compresión
- Calcule el trabajo realizado sobre el sistema en el proceso A→B como función de la presión final pB y del resto de datos del problema.
- Halle el valor de la presión final pB si en el proceso descrito el calor neto que entra en el sistema es nulo,
.
- Halle la temperatura final T_B en el proceso anterior.
Suponga ahora un ciclo similar al Otto en el que el proceso A→B es el del apartado 2 y el C→D es del mismo tipo (
) con 
. Los procesos B→C y D→A son isócoros.
- Halle la presión, temperatura y volumen de los estados A, B, C y D.
- Calcule el calor, el trabajo y la variación de la energía interna en cada uno de los procesos.
2 Trabajo para cualquier pB
Área de un trapecio
(pB en kPa, W en J)
3 Caso en el que Q = 0
Con el W anterior y con
se hace
4 Temperatura en el estado B
Ley de los gases ideales
5 Valores de las funciones de estado
Aplicando la ley de los gases ideales o la relación del apartado 2 (análogamente para el proceso C→D)
| Estado | p (kPa) | V (L) | T (K) |
|---|---|---|---|
| A | 102 | 1.2 | 297 |
| B | 578 | 0.4 | 561 |
| C | 1156 | 0.4 | 1122 |
| D | 204 | 1.2 | 594 |
6 Calor, trabajo y energía interna
Aplicando repetidamente el primer principio de la termodinámica para gases ideales
y que en cada paso o bien Q=0 o bien W=0, queda
| Proceso | Q (J) | W (J) | ΔU (J) |
|---|---|---|---|
| A→B | 0 | 272 | 272 |
| B→C | 578 | 0 | 578 |
| C→A | 0 | −544 | −544 |
| D→A | −306 | 0 | −306 |
