 Problema (Nº7.21 VW).
 El estanque A contiene inicialmente 20 lbm de vapor
de agua a 120 psi y 700 ºF. Este estanque se conecta a
través de una válvula con un cilindro B, que tiene un
émbolo sin fricción que inicialmente reposa en los
topes con un volumen de 10 pie3. Suponga que estos 10
pie3 fueron inicialmente evacuados. Se necesita una
presión de 25 psi para balancear el peso del émbolo.
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 La válvula de conexión se abre, hasta que la presión en
A es igual a 25 psi. Suponga que todo el proceso es
adiabático, y que el vapor en A ha sufrido un proceso
reversible y adiabático.
 A) Determine el trabajo hecho contra el émbolo y la
Temperatura final en el cilindro B.
 Aplicando la 1ra ley de la termodinámica al sistema
cerrado formado por ambos cilindros:
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 El trabajo desarrollado por el sistema:
 Reemplazando:
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 De la tabla de vapor sobrecalentado con 120 psi y 700 ºF:
 Como el vapor en el estanque A sufre un proceso adiabático
y reversible, la entropía de la condición inicial y final del
estanque A es la misma.
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 De la tabla de vapor sobrecalentado con P=25 psi y
s=1.7829 Btu/lbm·R, encontramos:
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 Problema (7.24 VW). Una máquina de Carnot tiene 1
lbm de aire como sustancia de trabajo. El calor se
recibe a 1200 ºR y es cedido a 500 ºR.
 Durante el proceso de adición de calor la presión es de
100 psi y el volumen se triplica.
 Calcule el trabajo neto del ciclo por lbm de aire.
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 Considerando la relación fundamental:
 Asumiendo comportamiento de gas ideal y el proceso
como isotérmico.
 luego
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 Reemplazando en la 2ª ley:
 Con el rendimiento, se tiene:
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 Problema (7.25 VW).
 Si 20 pie3 de aire, a la presión de 58 psi y a la
temperatura de 520 ºR se expande reversiblemente en
un cilindro a la presión de 14.7 psi. El volumen final es
de 78.9 pie3.
 Considerando la capacidad calorífica constante,
calcule:
 a) La transmisión de calor durante la expansión.
 b) El cambio de entropía durante el proceso.
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 Aplicando 1ra ley de la termodinámica:
 De segunda ley de la termodinámica
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 Si se asume comportamiento de gas ideal
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 Al ser un proceso isotérmico:
 Luego, en el balance de energía:
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 B) Aplicando la segunda ley, se tiene:
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 Problema (7.33 VW). Un estanque grande que tiene un




volumen de 20 pie3 se conecta a un estanque pequeño
con un volumen de 5 pie3.
El estanque grande contiene aire a 100 psi y 80 ºF,
mientras que el estanque pequeño está vacío.
Una válvula situada en la interconexión de los
estanques, se abre repentinamente y se cierra cuando
los dos estanques tienen la misma presión.
Puede suponerse que el aire en el estanque grande
sufre un proceso reversible y que el proceso total es
adiabático.
Si es valido el comportamiento del gas ideal, ¿Cuál es
la masa final y la temperatura final del aire en el
estanque pequeño?
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 Si asumimos gas ideal
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 Aplicando segunda ley:
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