Termodinamica

1.- A 27ºC y 20atm una mezcla de 50g de O2 y 50g de N2 se expanden adiabáticamente y en forma reversible hasta una presión final de 585mmHg. Calcular los valores Q, W, ΔU y ΔH así como el volumen y temperatura final. Considere un Cp = 7/2R.

2.- Se comprime aire en un proceso reversible desde 1.056atm y 38.5ºC hasta 7.04atm. Calcular el W, Q, ΔU y ΔH por cada Kg de aire comprimido par los siguientes procesos.

a) Adiabático

b) Isotérmico

3.- Un Sistema gaseoso de 416g tiene la siguiente composición en %mol: 30 de CO2 y 70 de aire, al experimentar una expansión isotérmica reversible reporta un valor del trabajo de 9370cal y se sabe que la relación de volúmenes es de 2; al concluir el proceso la presión tiene un valor de 3.93atm, calcular las variables P, V y T para cada estado termodinámico.

4.- Una masa de 90g/min de bióxido de carbono (CO2), inicialmente a 1.0atm y 50°C se comprime de manera adiabática hasta una presión de 15 atm. Luego a presión constante el gas se calienta, y finalmente para cerrar el ciclo, se expande mediante un proceso en el que ΔU = 0.

a) Calcule P, V y T para cada estado del ciclo

b) Trace el ciclo en los ejes P – V

c) Calcule las condiciones termodinámicas para el ciclo y sus etapas

NOTA: Cp=38J/molK

5.- Se tiene un mol de gas monoatómico y se efectúan una serie de procesos mostrados a continuación:

ESTADO P[atm] V[l] T[K] PROCESO

1 5 20 ISOBARICO

ADIABATICO

2 40

3 50

Proceso I: Expansión isobárica reversible

Proceso II: Expansión adiabática reversible

a) Dibuje los procesos efectuados en un sistema P vs V

b) Calcule todas las variables involucradas

6.- Una muestra de 120g de un gas ideal con Cp=37.674J/molK y PM=40g/mol, se encuentra inicialmente a 27°C y 44psia. El gas se somete a un proceso cíclico reversible de la siguiente manera:

Se calienta isobáricamente hasta que el volumen alcanza 4 veces el volumen inicial

Despues se comprime adiabáticamente hasta que el volumen es dos veces el volumen inicial

Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta el volumen inicial

Finalmente se realiza un proceso isométrico hasta alcanzar la presión inicial

Calcule:

El trabajo para cada proceso y para el ciclo en KJ

Elabore una tabla de valores P, V y T para cada estado

Trace el ciclo en los ejes P – V

7.- Se tienen 140g de un gas ideal a 23°C y 0.87atm. El gas se somete a los siguientes procesos; el primero es a volumen constante donde su temperatura aumenta hasta que la presión se de 1.75atm. Luego mediante un proceso isobárico se incrementa la temperatura ocupando el gas un volumen de 180l y de aquí se expande de manera adiabática hasta alcanzar la temperatura inicial. Finalmente el gas se comprime mediante un proceso en el cual ΔU=0 hasta las condiciones iniciales, cerrando asi el ciclo reversible, calcule:

a) Elabore una tabla de valores P, V y T para cada estado

b) Trace

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