YeissonVasquez_201015_46

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Termodinámica
Fase 3
Aplicación de la Primera Ley de la Termodinámica en situaciones industriales
Entregado por:
Yeisson Ariel Vásquez Toloza
Código:
1030599585
Entregado a:
Carolina León
Grupo:
201015_46
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
UNAD
Bogotá D.C.
Marzo 2022
La actividad consiste en:
 Actividades individuales: 
Cada estudiante deberá, de forma individual, presentar el desarrollo de los siguientes ejercicios en un documento Word en el foro, este trabajo individual no se debe colgar en el Entorno de evaluación. 
1. En un diagrama PV trace las trayectorias para cada uno de los siguientes procesos que ocurren en forma sucesiva en un sistema cerrado consistente en 2 moles de aire a condiciones estándar de presión y temperatura. 
Se tienen los siguientes datos
En los datos suministrados, se evidencia que el valor el cual presenta una incógnita es el Volumen, se procede a encontrar dicho valor.
Partiendo de la siguiente formula 
Lo que se necesita hallar es el volumen, entonces se reorganiza de la siguiente forma
Ahora que se reorganizo la formula se procede a ingresar datos
Una vez hallado el valor del volumen se procede a resolver los cuatro procesos
· Proceso 1: isobárico hasta duplicar la temperatura inicial 
Como el ejercicio nos indica que la temperatura aumenta al doble, se procede a hallar este valor
Una vez se tiene el valor de su Temperatura al doble, se entiende bajo la siguiente formula que al existir también deben existir un 
Se reorganiza la formula
Se dan valores conocido en la formula
· Proceso 2: isotérmico hasta triplicar el volumen del estado inicial 
Como en el proceso anterior se debía duplicar la Temperatura, en este caso se debe triplicar el Volumen de la siguiente forma 
Al existir un nuevo volumen también se adquiere una nueva presión por ende para poder hallar esta presión se procede a hallar con la siguiente formula
Se reorganiza la formula
Una vez reorganizada la formula se ingresan datos conocidos
· Proceso 3: isocórico hasta reducir la temperatura al valor del estado inicial 
En este proceso, ya reduce la temperatura nuevamente hasta su valor inicial por lo tanto es nuevamente de 
Con la siguiente formula se obtiene que al existir una nueva temperatura, que a pesar de que sea nuevamente la inicial, existe una nueva presión y esta si no seria la misma que la inicial, esta si cambia
Para hallar la nueva presión se reorganiza la formula
Una reorganizada la formula se cambian valores en la misma
· Proceso 4: isotérmico hasta reducir el volumen al valor inicial.
En este proceso lo que sucede es que vuelve nuevamente su volumen a la etapa inicial, por ende, el valor que tomaría seria el siguiente
A pesar de que el volumen vuelve a su estado inicial, si existe un cambio en la presión y por ende existe una nueva presión, la cual se halla con la siguiente formula 
Se busca hallar la nueva presión, se reorganiza la formula
Una vez reorganizada la formula se ingresan datos conocidos
 
Gráfico PV
2. Calcular el trabajo realizado sobre un sistema constituido por 0,280 kg de monóxido de carbono que se encuentran inicialmente a una presión en kPa que será asignada por su tutor y a una temperatura de 400 K, teniendo en cuenta que el gas se comprime isotérmicamente hasta que la presión alcanza un valor de 550 kPa.
Datos
 
 
Se debe hallar las moles con la siguiente formula 
Se reemplazan valores 
Con los datos suministrados y obtenidos, se procede a resolver el ejercicio
Viendo la anterior ecuación, se evidencia que aun se carece de dos datos los cuales son el volumen inicial y final, por lo tanto se procede a hallar, mediante la siguiente ecuación.
Para el volumen inicial, se procede a evaluar los valores iniciales de cada dato
Se organiza la ecuación
Se reemplazan datos conocidos
Una vez hallado el volumen final, se procede a hallar el volumen final con la siguiente formula
Se reorganiza la formula
Se reemplazan datos conocidos
Al tener datos completos, ahora si se procede a resolver la ecuación de trabajo realizado
Se reemplazan valores en la ecuación
3. procesos reversibles: 
Un mol de nitrógeno se somete a los siguientes 
1. El vapor inicialmente se encuentra a una presión de 27.22 atm y 426.7°C y se expande isotérmicamente hasta una presión de 5.44 atm. 
Para resolver este ejercicio, se utiliza la formula 
Al verificar que se carece de un par de datos necesarios, para hallar el resultado, se procede a hallarlos con la siguiente formula
Teniendo en cuenta que la Temperatura esta en Centígrados, se debe pasar a grados Kelvin de la siguiente forma
Ahora si se procede a reorganizar y reemplazar datos conocidos en la formula escrita anteriormente
Una vez hallado el primer volumen ahora si se halla el segundo volumen con la siguiente formula
Se reorganiza formula y reemplaza valores conocidos
2. Posteriormente se enfría a volumen constante hasta una presión de 3.40atm. 
El siguiente es un proceso isocórico y se soluciona con la siguiente formula 
Se reorganiza y asignan valores
3. Luego, se transforma a presión constante hasta un volumen de 244.9L 
Este es un proceso isobárico, para este proceso se emplea la siguiente formula
Se reorganiza y reemplazan valores conocidos
4. Se comprime adiabáticamente hasta 27.22 atm 
Se emplea la siguiente formula
Se reorganiza la formula de modo que los exponentes gamma queden en un solo lado de la ecuación o se iguala
Ahora como el exponente gamma esta en un solo lado se pone dentro de paréntesis los valores del volumen
Ahora para hallar el valor de gamma se divide Cp en Cv, estos dato se obtienen en las tablas de gases ideales pero en base al nitrógeno
Una vez hallado gamma se procede a reorganizar la formula puesto el valor que se desea hallar es poniendo la formula y reorganizando
5. Por ultimo, se calienta a presión constante hasta llegar a su temperatura inicial, este proceso es nuevamente isobárico y se utiliza la siguiente formula
Se evidencia que para poder hallar el valor solicitado, no se tiene , en ese orden de ideas se procede a hallar primero este dato faltante
Se reorganiza formula
 Ahora si como se hallo el dato faltante si se procede con la solución del proceso isobárico
Se reorganiza formula e ingresan valore conocidos
3.1. Determine para cada una de las etapas las siguientes magnitudes: 
✔ Calor (Q)
✔ Trabajo (W)
✔ Cambio de energía interna (ΔU) ✔ Cambio de entalpia (ΔH) 
Proceso isotérmico
Trabajo(W)
Se utiliza la siguiente formula
atm*L
Se necesita convertir a la unida de trabajo joule
Calor(Q)
Cambio de energía interna (ΔU) 
 
Cambio de entalpia (ΔH)
Proceso isocórico
Calor (Q)
Trabajo (W)
Cambio de energía interna (ΔU) 
 
 
Cambio de entalpia (ΔH)
Proceso isobárico 
Calor(Q)
Trabajo(W)
Se necesita convertir a la unida de trabajo joule
Cambio de energía interna (ΔU) 
Cambio de entalpia (ΔH)
Proceso adiabático
Calor(Q)
Trabajo(W)
Cambio de energía interna (ΔU)
Cambio de entalpia (ΔH)
Nuevamente proceso isobárico
Calor(Q)
Trabajo(W)
Se necesita convertir a la unida de trabajo joule
Cambio de energía interna (ΔU)
Cambio de entalpia (ΔH)
2. 3.2.  Determine las mismas magnitudes para el ciclo en total. 
3. 3.3.  Ubique en un diagrama P-V cada uno de los estados del gas.