Acalon.e²

Usuario0410 escribió:Este salió en el general 24 del año pasado de Acalon (ejercicio 86)

86. Una botella de plástico rígido de 2 litros está llena de
aire (gas ideal) a 12,5 bar. Su temperatura es de 300
K, igual a la del ambiente. La presión atmosférica es
de 1 bar. ¿Cuánto vale su exergía?
1. 2,156 J
2. 1,845 J
3. 3,489 J
4. 6,245 J
5. 4,014 J (RC)

y si alguien me dijera como hacerlo, sería muuuuuuy feliz (de hecho sería el primer problema de mi vida, en el que calculo la exergía )

Buscando encontre esta pagina que tiene un par de ejercicios de exergia resueltos http://laplace.us.es/wiki/index.php/Int ... erg%C3%ADa
pero no consigo sacar este!!!

soiyo escribió:Añado tres más:

1.- Un mol de aire a 300K confinado en un cilindro bajo un pistón pesado, ocupa un volumen de 5 L. Determinar el volumen final del gas si se le transfieren a 4,4 kJ de energía calorífica.
a) 8,91L
b) 7,52 L
c) 6,81L
d) 6,37 L
e) 6,01L

En este llego a 8,52 L!!! no se me ocurre como hacer

Usas el primer principio: \(\Delta U=Q-W ----> W=Q-\Delta U=nCp\Delta T-nCv\Delta T=n\Delta T(Cp-Cv)=nR\Delta T =p\Delta V\)
considerando que la presión es constante.

Entonces para resolverlo y despejar Vfinal que es lo que te piden sólo necesitas la Tfinal y la presión.

La temperatura final la sacas de : \(Q=4,4 Kj= nCp \Delta T\) sabiendo que el aire es diatómico y entonces Cp=7/2 R
Y ahora para la presion aplicas en las condiciones iniciales la ecuación de los gases ideales \(P=\frac{nRT}{V}\)

y así da el resultado.



2.- La máquina térmica X toma cuatro veces más energía en forma de calor de un foco caliente que la Y y realiza dos veces más trabajo y cede siete veces más calor al foco frío que la Y. Determinar la eficiencia de la máquina X
a) 60%
b) 50%
c) 40%
d) 30%
e) 20%

Demasiada letra y me faltan datos....

Aqui hay que usar las expresiones de rendimiento que sabemos y los datos que dan e ir con calma y paciencia. Las relaciones que tenemos son:
Qcx=4Qcy
Qfx=7Qfy
Wx=2Wy

\(\eta _1=\frac{Qcx-Qfx}{Qcx}=1-\frac{Qfx}{Qcx}=1-\frac{7Qfy}{4Qcy}\)
\(\eta _2=1-\frac{Qfy}{Qcy}\)

Podemos relacionar las dos expresiones y nos da: \(\eta _1=1-\frac{7}{4} (1-\eta_2 )\) (*)

Y ahora hacemos lo mismo pero con el trabajo:

\(\eta _1=\frac{Wx}{Qcx}=\frac{2Wy}{4Qcy}\)
\(\eta _2=\frac{Wy}{Qcy}\)

dividimos estas expresiones: \(\eta _1=0,5 \eta _2\)

Sstituimos esto por la ecuación de arriba del asteristo y ya sale que \(\eta _1=30% y \eta_2=60'%\)




3.- Un motor de Carnot utiliza vapor de agua a 100ºC como foco caliente y el ambiente a 20ºC como foco frío. Si se cede energía al foco frío con una tasa de 15,4 W, determinar la salida de potencia útil del motor.
a) 1,2 W
b) 2,8 W
c) 3,6 W
d) 3,8 W
e) 4,2 W


Empiezo calculando el rendimiento pero luego no sé como seguir....

blu escribió:Añado una duda del oficial del 2009 que no encuentro en el foro:

59. Se aumenta la presión de 1 a 2 atm a 0,3 litros de
un gas de forma isócora. Si la energía interna
aumenta en 150 J, ¿cuánto se modificará la entalpía?:
1. 180,4 J.
2. 150,3 J.
3. 149,7 J.
4. 124,6 J.
5. 108,3 J.

La razoné de la siguiente forma:
\(\Delta U=nCv\Delta T=150 J\)

\(\Delta H=nCp\Delta T\)

y relacionando las dos expresiones: \(\Delta H=150\frac{Cp}{Cv}\) ahora bien, Cp/Cv??
Está claro que como Cp>Cv las respuestas posibles son la 1 o la 2, y de esas te quedas con la 1 porque el cociente que conocemos es 1,4 o 1,65.....pero como se sacaría para obtener el resultado correcto? sabéis?

En esta te ayudo yo...la entalpia se puede escribir como H=U+pV....tomando variaciones: \(\Delta H=\Delta U + \Delta p V+ p\Delta V= \Delta U + \Delta p V= 150+ 1,013\cdot10^5 \cdot 0,3 \cdot 10^{-3} = 180,39J\)