Examen de termodinamica basica.
Enviado por Ledesma • 6 de Julio de 2018 • 1.017 Palabras (5 Páginas) • 342 Visitas
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Determinar:
a) El nombre completo de cada proceso; b) Los valores PVT de cada punto; c) Los valores de Q, W, ΔU, ΔH Y ΔS, para cada proceso y para el ciclo; d) El valor del coeficiente de realización ó el valor de la eficiencia térmica, según corresponda; e) La representación del ciclo en el diagrama (V-T).
Solución:
a) Nombre de los procesos
Proceso 1 – 2: Adiabática/compresión
Proceso 2 – 3: Isobárico/calentamiento
Proceso 3 – 4: Adiabática/ Expansión
Proceso 4 – 1: Isobárico/Enfriamiento
b) Valores de PVT.
P1=P4= 5 bar
[pic 52][pic 53][pic 54][pic 55]
V1= V2 ( ) = 0.04 ( ) = 0.08 mᶟ[pic 56][pic 57]
[pic 58][pic 59]
n= = = 0.01 kmol[pic 60][pic 61]
[pic 62][pic 63]
P2= = = 13.195 bar ; P2= P3= 13.195 bar[pic 64][pic 65]
[pic 66][pic 67]
V3= = =0.12 mᶟ[pic 68][pic 69]
V4= V3 ( ) = ( ) = 0.24 mᶟ[pic 70][pic 71][pic 72][pic 73][pic 74][pic 75]
[pic 76][pic 77]
T4= = = 1443.349 K[pic 78][pic 79]
c) Valores de Q, W, ΔU, ΔH Y ΔS
PROCESO 1 – 2 Compresión/Adiabática[pic 80]
ΔU= (0.01 kmol)(20.785 KJ/Kmol K)(634.8328 – 481.116 K) = 31.95 J
ΔH= n Cp (T2 – T1)
ΔH= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)(634.8328 – 481.116 K) = 44.73 KJ
Q= ΔS= 0
PROESO 2 – 3 Calentamiento/ Isobárico
ΔU= n Cv (T3 – T2)
ΔU= (0.01 kmol)(20.785 KJ/Kmol K)(1904.498 - 634.8328 K) = 263.9
ΔH= n Cp (T3 – T2)
ΔH= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)(1904.498 - 634.8328 K) = 369.46 KJ
W= ΔU – ΔH
W= 263.9 – 369.46 KJ = -105.56 KJ
Q= ΔH= 369.46 KJ
ΔS= n Cp ln(T3/T2)
ΔS= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)ln(1904.498/634.8328) = 0.3197 KJ/K
PROCESO 3 – 4 Expansión/ Adiabática
ΔU= n Cv (T4 – T3)
ΔU= (0.01 kmol)(20.785 KJ/Kmol K)(1443.349 - 1904.498 K) = -95.85 KJ
ΔH= n Cp (T4 – T3)
ΔH= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)(1443.349 - 1904.498 K) = -134.19
Q= ΔS= 0
W= ΔU= -95.85 KJ
PROCESP 4 – 1 Enfriamiento/Isobárico
ΔU= n Cv (T1 – T4)
ΔU= (0.01 kmol)(20.785 KJ/Kmol K)(481.116 - 1443.349 K) = -200 KJ
ΔH= n Cp (T1 – T4)
ΔH= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)(481.116 - 1443.349 K) = -280 KJ
W= ΔU – ΔH= (-200 KJ –(-280 KJ)) = 80 KJ
ΔS= n Cp ln(T1/T2)
ΔS= (0.01 kmol)(29.099 KJ/Kmol K)ln(481.116 K /1443.349 k) = -0.3197
Q= ΔH= -280 KJ
PROCESO
ΔU
ΔH (KJ)
Q (KJ)
W (KJ)
ΔS (KJ/K)
1 -2
0
31.95
31.95
44.73
0
2 – 3
369.46
-105.56
263.9
369.46
0.3197
3 – 4
0
-95.85
-95.85
-134.19
0
4 – 1
-280
80
-200
-280
-0.3197
CICLO
89.46
-89.46
0
0
0
d) Eficiencia térmica[pic 81]
n = ( ) x 100[pic 82]
[pic 83]
n = ( ) x 100 = 24.214%[pic 84]
e) Diagrama (V – T)
[pic 85][pic 86][pic 87][pic 88][pic 89][pic 90][pic 91][pic 92][pic 93][pic 94][pic 95][pic 96][pic 97][pic 98][pic 99][pic 100][pic 101][pic 102][pic 103][pic 104][pic 105][pic 106][pic 107][pic 108]
[pic 109]
[pic 110]
[pic
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