Termodinamica

[yoshineitor]

Hola, tengo un problema con termodinamica tengo 3 problemas que no pude resolver y la duda me agobia *llorando*


I) Resuelve lo siguiente:

1. Determine el trabajo requerido para acelerar un automóvil de 5500 Kg, que parte del reposo hasta una velocidad de 100 m/min sobre un camino sin pendiente.

Para su resolución Wa =½m ( V2²- V1²)

2. Un tanque rígido con un volumen de 2 m3 contiene vapor de agua a 800 KPa y 200ºC transcurrido un tiempo el vapor se enfría hasta los 15ºC. Haciendo uso de las propiedades termodinámicas que encuentras en las tablas indica
a) La fase del estado 1 y del estado 2.
b) Además indica todas las propiedades termodinámicas de cada fase, entalpía, entropía, energía interna y volumen especifico.
c) Determine la cantidad de calor transferido durante este proceso y la presión final del tanque.

Para su resolución Q – W = ΔU + ΔEc + ΔEp

3.- Determine el trabajo realizado, el cambio de la energía interna y el calor que se sumista cuando se expande aire, inicialmente a 200 kpa y 150 ºC, en un cilindro a presion constante. Cuando su volumen inicial es de 20 m3 y el final de 60 m3
Suponga Cp = 0.24 Kj/Kg ºK y Cv = 0.171 Kj/Kg ºK.

pido que me ayuden porfavor

 

[raherdo01]

Te ayudario con mucho gusto, pero si no puedes resolver el primer problema que esta regalado no mereces la ayuda de nadien, por que supongo que estas estudiando para ingeniero. O al menos que no estes estudiando para alguna ingenieria si te ayudo con mucho gusto( Y RECUERDA AQUI NO SE HACEN TAREAS Y PERO ESO SI SI SE RESUELVEN DUDAS CONCRETAS).

 

[DaRkEnEr2]

hoy es muy tarde para pensar mañana sera otro dia xD suerte...

que significa cada letra??

 

[cremoso]

El primero está regalado, V1 y V2 son las velocidades inicial y final respectivamente. Solo sustituye en tu fórmula y obtienes el trabajo. Si acaso haz manejo de unidades para tenerlos en Joules por ejemplo.

Del segundo, me imagino que necesitarás un diagrama de fases del agua, pero bien delimitado (o sea buena precisión) o las tablas que mencionas. Para ver en esas condiciones el estado físico del agua, que te indicará si puede haber un cambio de fase (cambio de fase no implica a huevo cambio de estado físico). Checa tus tablas, igual pasa de vapor a líquido, yo no encuentro diagramas con escala muy definida, y encuentro logarítmicos y nomás a ojo jejeje:

Así que mejor ve tus tablas. Luego de lo que te piden creo que yo empezaría con el volumen específico que es el inverso de la densidad. Aunque solo para el primer estado, y parece vapor así que no aplica mucho la ley de gases ideales (y de ahí obtienes la densidad), o quizá una mejor ecuación de estado, no sé el nivel que lleves.

Luego, de las propiedades de cada fase, solo puedes obtener la entropía absoluta. Porque de la entalpía y energía interna me imagino que solo puedes obtener las de formación (que en realidad son cambios de entalpía, energía interna, no entalpía o energía interna absolutas a diferencia de la entropía). En los 3 casos me imagino que tienes que conseguir los valores a condiciones estándar, y de ahí ver cómo cambian en función de la presión y la temperatura, búscale. Sobre la presión final del tanque, todavía ni estoy seguro si siga siendo gas (si a la presión atmosférica a 15° es agua líquida, ahora imagínate subiendo la presión a casi 8 atmósferas, que es tu problema). Así que yo diría que un manómetro detecta una presión de cero. Es difícil hablar de la presión de un líquido y más si la comparas con un gas. Pero chécale.

Del tercero, el trabajo será la presión multiplicada por el cambio de volumen. Luego, como es a presión constante, el calor será qp, es decir el cambio de entalpía. Y la calculas multiplicando la Cp por la diferencia de temperaturas (suponiendo que en el proceso la Cp se mantiene constante, eso sugiere tu problema). Y para el cambio de energía interna es algo similar, pero usa Cv.

Te recomiendo leer en varios libros sobre la primera ley de la termodinámica.

 

[yoshineitor]

estoy estudiando la preparatoria y es un trabajo :/ la verdad quiero ser licenciado jeje pero ya lo estoy buscando y ando batallando poco u.u y amm pues mas o menos le entendi pero las formulas :S no la encontre aun creo

 

[yoshineitor]

bueno si me pueden ayudar de perdida ha hacer el 3 no puedo T.T el 2 me hise bolas y el 3 no le entendi poco

ya respondi el primero

 

[cremoso]

Bueno, para empezar te recomiendo de nuevo leer lo básico sobre la primera ley de la termodinámica, por ejemplo:

http://www2.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap13.pdf

Para mí el segundo problema va más allá de esta primera ley, de hecho si involucra un cambio de vapor a agua líquida quizá tengas que usar la ecuación de Clausius-Clapeyron, deducida a partir de la segunda ley. Y saber un poco de diagramas de fases, entonces como que se sale de contexto comparado con los otros 2 problemas.

Ah, y sobre el tercero creo que me equivoqué con el cambio de energía interna, ya que se trata de un proceso a presión constante, no aplica la Cv y se puede encontrar tomando en cuenta la primera ley:

ΔU = q + w = q - ∫PdV

a presión constante:

ΔU = qp - P∫dV = ΔH - PΔV

El problema es hallar ΔH, que es igual a ∫CpdT, relacionar dT con dV por ejemplo usando la ecuación del gas ideal (quizá buena aprox, baja presión [casi 2 atm] y alta temperatura). No te diré cómo exactamente, pero tienes que despejar T de la ec. de gas ideal, y luego diferenciar ambos lados a presión constante. Lo que te salga lo vuelves a sustituir en la integral de ΔH y sacas los términos constantes de la integral, supones Cp constante también, e integras en el intervalo de volumen que te dan.

Di algunos avances y vamos viendo las dudas.

 

[9018]

No mmz cremoso es como un master de x aqui me a ayudado con unas tereas asi ke ni ke pedo y no maa se saca la termodinamica tambien no no!!! yo este parcial me daran esa materia y no creo pasarla jaja!!! pero a ver ke tal me va...