¿23. Un motor de gasolina desarrolla una potencia de 180kW (aproximadamente 241hp). Su eficiencia térmica es de?del 28%. a) ¿Cuánto calor debe suministrarse al motor por segundo? b) ¿Cuánto calor desecha el motor cada segundo?

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Respuestas

 Mejor respuesta:  -a> W = η.Qc → Qc = 180/0,28 = 643 kJ/s -b> Qf = Qc - W = 643-180 = 460 kJ/s

20.46. Calcule la eficiencia térmica de una máquina que opera sometiendo n moles de gas ideal diatómico al ciclo 1 S 2 S3 S 4S 1 que se muestra en la figura 20.27.

20.47. Un cilindro contiene oxígeno a una presión de 2.00 atm y 300 K. El volumen es de 4.00 L.Suponga que el O2 se puede tratar como gas ideal, yque se somete a los siguientes procesos:i) Calentar a presión constante del estado inicial (estado 1) al estado 2, donde T 5 450 K.ii) Enfriar a volumen constante a 250 K (estado 3).iii)Comprimir a temperatura constante a un volumen de 4.00 L (estado 4).iv) Calentar a volumen constante a 300 K, regresando el sistema al estado 1.a) Muestre estos cuatro procesos en un diagrama pV, dandolos valores numéricos de p y V en cada estado. b) Calcule Q y W para cada proceso. c) Calcule el trabajo neto efectuado por el O2. d) Determine la eficiencia de este dispositivo como máquinatérmica y compárela con la de una máquina de ciclo de Carnot que opera entre las mismas temperaturas mínima y máxima de 250 K y 450 K.

20.49. Un gas monoatómico con comportamiento ideal se somete alciclo de la figura 20.29 en el sentido que se indica. El camino del proceso c S a es una recta en el diagrama pV. a) Calcule Q, W y DU para cada proceso: a S b, b S c y c S a. b) Calcule Q, W y...LEER DOCUMENTO COMPLETO

SOLUCION AL EJERCICIO PROPUESTO EN CLASE Una maquina de calor somete 0.350 mol de un gas diatómico con comportamiento ideal al ciclo que se muestra en el diagrama (el que se hizo en clase). El proceso 1 – 2 se da a volumen constante, el proceso 2 – 3 es adiabático y el proceso 3 – 1 se da a

presión constante de 1 atm. Para este gas la razón de capacidades calóricas ƴ =cp/ cv = 1.40 Calcular. 1. las variables de estado del sistema 2. el calor Q, el trabajo W y el cambio de energía ∆U. 3. el trabajo neto efectuado por el sistema. Solución. 1. Las variables de estado del sistema son presión, volumen y temperatura. P1 V1 T2 = P2 V2 T1 como V es constante en el proceso 1—2 tenemos. P1 T2 = P2 T1 P1 T2/ T1 = P2 = 1 atm * 600K/300K =2 atm PV =nRT --- V =nRT/P V = 0.350mol (8.314 J/molK)(600K)/2(1.013 x 105Pa) V= 8.62 x10-3 m3 V1 T2 = V2 T1 para el proceso 3 --- 1 por ser a presión constante. V 2= V1 T2 / T1 = 8.62 x10-3 m3 x 492 K / 300 K = 1,41 x 10 -2 m3 2. Para el proceso1—2 por ser isométrico. W = 0 y Q = ∆U ƴ =cp / cv = cv + R / cv = 1 + R / cv = Cv = R / ƴ -1 Cv = 20.78 J/mol x K ∆U =n Cv ∆T ∆U = 0.350 mol x 20.78 J/mol x K (600K – 300 K) ∆U = 2182.9 J ∆U = Q =2182.9 J Para el proceso 2 – 3 es de tipo adiabático donde Q = 0 y ∆U= -W W =n Cv ∆T W = 0.350mol x 20.79J /mol x K (600k -492K) W = 785.8 J ∆U = - W ∆U = -785.8J Para el proceso 3 ---1 que es de tipo isobárico Q =∆U + W Q = n Cp ∆T Cp = Cv + R = 20.79 J/ mol x K + 8.314 J/ mol x K =28.9 J/ mol x K Q = 0.350 mol x 28.9 J/ mol x K (300K – 492K) Q = -1942.08 J/ mol x K ∆U = 0.350mol x 20.79 J/ mol x K (300K – 492K) ∆U = -1397. 08 J W = P∆V W = 1,013 x105Pa (8.62 x 10-3 m3 -1.41 x10 -2 m3) W = -555,1J 3. Trabajo neto Es la suma de los trabajos efectuados en cada proceso. W total= 0J +785.8 J-555,1J = 230,6 J Nota: Cuando realicen el taller tengan presente la dirección en la que se realiza el proceso para determinar cual es la variable inicial y la final del proceso Si tienen alguna duda estaré el sábado conectado al msn manuel24jl@hotmail.com después de las 4:00 pm