CALCULO DE PRESION VOLUMEN DE UN MOTOR A VAPOR.

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a) Gráfica pV para un sistema que sufre una expansión con presión variable.

[pic 6]

TABLA 2

[pic 7]

b) Gráfica pV para un sistema que sufre una expansión con presión constante

PROCEDIMIENTO

Para calcular el trabajo efectuado porque lo que se

mantiene constante es la temperatura, no la presión. Debemos usar la ecuación [1] Para evaluar la integral en esta ecuación, necesitamos conocer la presión en función del volumen, lo cual está dado por la ley del gas ideal.

Por la ecuación, la presión p de n moles de gas ideal que ocupan un volumen V a una temperatura absoluta T se usa ec 3 donde R es la constante de los gases. Sustituimos esto en la integral, sacamos las constantes n, R y T, y evaluamos la integral:

[pic 8]

(Gas ideal, proceso isotérmico) Además, si T es constante,

[pic 9]

Así que el trabajo isotérmico también puede expresarse como

[pic 10] (gas ideal, proceso isotérmico)

Figura 2. Motor a vapor Tomado de xx

IMÁGENES A COLOR

[pic 11]

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Conclusiones

Comprobamos nuestro resultado recordando que, en una expansión, V2 > V1 y el cociente V2/V1 es mayor que 1. El logaritmo de un número mayor que 1 es positivo, así que W > 0, como debería ser.

Como verificación adicional, examinemos nuestra segunda expresión para W: en una expansión isotérmica, el volumen aumenta y la presión disminuye, así que p2 p1, el cociente p1/p2 > 1 y W = nRT ln ( p1/p2 ) es también positivo.

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REFERENCIAS

[1] FISICA UNIVERSITARIA SEARS SEMANSKY. Vol. 1. pp 646-648. May 2002.

[2] FISICA UNIVERSITARIA SEARS SEMANSKY. Vol. 1. pp 649. May 2002.

[3] FISICA UNIVERSITARIA SEARS SEMANSKY. Vol. 1. pp 649. May 2002.