a) Calcular el valor de las variables termodinámicas desconocidas en los vértices A, B y C Punto A: Punto B Punto CPunto D VA = 1 L VB = 3 L VC = 6...

a) Calcular el valor de las variables termodinámicas desconocidas en los vértices A, B y C
Punto A: Punto B Punto CPunto D
VA = 1 L VB = 3 L VC = 6 L VD = 1.51L
PA = 4 atm PB = 4 atm PC = 2 atm PD = 2 atm
TA = 300 K TB = 900 K TC = 900 K TD = 227.9 K
n = 0.1626 mol, Cv = 3/2 R, Cp = 5/2 R
b) Hallar de forma directa el trabajo en cada etapa.
A→ B (Proceso isobárico)
W = -P(VB - VA) = -4 atm (3L - 1L) = -8 atm.L = -810.4 J
B → C (Proceso isotérmico)
W = -RTn Ln(PB/PC) = -8.3 J/mol K (900 K) (0.1626 mol) Ln(4 atm/2 atm)
W = -841.9118 J
C → D (Proceso isobárico)
W = -P(VD - VC) = -2 atm (1.51 L - 6 L) = 8.98 atm.L = 909.674 J
D → A (Proceso adiabático)
W = ΔU = n.Cv.dT , Cv = 3/2 R
ΔU = (0.1626 mol) (3/2 8.3 J/mol K) (300 K - 227.9 K)
W = ΔU = 145.957 J
c) El calor, la variación de energía interna y la variación de entropía en cada etapa del ciclo.
(Expresar los resultados en Joules).
A→ B (Proceso isobárico)
q = ΔH = n Cp dT = n Cp (TB - TA) = (0.1626 mol) (5/2 8.3 J/mol K) (600 K)
q = ΔH = 2024.37 J
ΔU = n Cv dT = (0.1626 mol) (3/2 8.3 J/mol K) (600 K)
ΔU = 1214.622 J
B → C (Proceso isotérmico) ΔH = ΔU = 0
q = -w = 841.9118 J
C → D (Proceso isobárico)
q = ΔH = n Cp dT = n Cp (TD - TC) = (0.1626 mol) (5/2 8.3 J/mol K) (-672.1 K)
q = ΔH = -2267.63 J
ΔU = n Cv dT = (0.1626 mol) (3/2 8.3 J/mol K) (-672.1 K)
ΔU = -1360.579 J
D → A (Proceso adiabático)
q = 0
ΔH = n Cp dT = n Cp (TA - TD) = (0.1626 mol) (5/2 8.3 J/mol K) (72.1 K)
ΔH = 243.26 J
ΔU = n Cv dT = (0.1626 mol) (3/2 8.3 J/mol K) (72.1 K)
ΔU = 145.97 J
d) Hallar el rendimiento del ciclo.
Wtotal = -810.4 J + -841.9118 J + 909.674 J + 145.957 J
Wtotal = -596.6808 J
a) Calcular el valor de las variables termodinámicas desconocidas en los vértices A, B y C
b) Hallar de forma directa el trabajo en cada etapa.
c) El calor, la variación de energía interna y la variación de entropía en cada etapa del ciclo.
d) Hallar el rendimiento del ciclo.
O enunciado apresenta um problema de termodinâmica que envolve um ciclo de um mol de gás ideal.
O trabalho total realizado pelo gás no ciclo é negativo.
A variação de energia interna do gás no processo isotérmico é nula.
O calor trocado pelo gás no processo adiabático é nulo.