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1 EXAMEN DE CASA B4. 2 Un gas ideal de coeficiente adiabático = 1.4 ejecuta un ciclo de potencia formado por las siguientes etapas: 12. El gas se expande.

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1 1 EXAMEN DE CASA B4

2 2 Un gas ideal de coeficiente adiabático = 1.4 ejecuta un ciclo de potencia formado por las siguientes etapas: 12. El gas se expande politrópicamente (índice de politropía k 1 = 1.35) desde las condiciones V 1 = 1 litro, P 1 = 7.87 bar, hasta que su volumen se duplica. 23. El gas se enfría a volumen constante, hasta que su temperatura es T 3 = 280 K. 31. El gas se comprime politrópicamente hasta restituir las condiciones iniciales (sea k 2 el índice de politropía de este proceso, que deberá determinarse). Se supone que todas las etapas son reversibles. La masa de gas es n = 0.20 moles, y la constante universal de los gases es R = 8,314 J/(K·mol). Se pide: A) Calcular las coordenadas de presión y temperatura en todos los puntos notables del ciclo (2 p). C) Calcular el trabajo asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). D) Calcular el calor asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). E) Determinar el rendimiento del ciclo (1 p). F) Calcular la variación de entropía de cada una de las etapas del ciclo (2 p). MODELO A B) Determinar el índice k 2 y representar gráficamente el ciclo en un diagrama de Clapeyron (P-V) (2 p).

3 Rendimiento donde Incremento de entropía (politrópicas) Incremento de entropía (isocórica)

4 4 Un gas ideal de coeficiente adiabático = 1.4 ejecuta un ciclo de potencia formado por las siguientes etapas: 12. El gas se expande politrópicamente (índice de politropía k 1 = 1.25) desde las condiciones V 1 = 1 litro, P 1 = 8.25 bar, hasta que su volumen se duplica. 23. El gas se enfría a volumen constante, hasta que su temperatura es T 3 = 255 K. 31. El gas se comprime politrópicamente hasta restituir las condiciones iniciales (sea k 2 el índice de politropía de este proceso, que deberá determinarse). Se supone que todas las etapas son reversibles. La masa de gas es n = 0.20 moles, y la constante universal de los gases es R = 8,314 J/(K·mol). Se pide: A) Calcular las coordenadas de presión y temperatura en todos los puntos notables del ciclo (1 p). C) Calcular el trabajo asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). D) Calcular el calor asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). B) Determinar el índice k 2 y representar gráficamente el ciclo en un diagrama de Clapeyron (P-V) (2 p). E) Determinar el rendimiento del ciclo (1 p). F) Calcular la variación de entropía de cada una de las etapas del ciclo (2 p). MODELO B

5 Rendimiento donde Incremento de entropía (politrópicas) Incremento de entropía (isocórica)

6 6 Un gas ideal de coeficiente adiabático = 1.4 ejecuta un ciclo de potencia formado por las siguientes etapas: 12. El gas se expande politrópicamente (índice de politropía k 1 = 1.45) desde las condiciones V 1 = 1 litro, P 1 = 7.87 bar, hasta que su volumen se duplica. 23. El gas se enfría a volumen constante, hasta que su temperatura es T 3 = 250 K. 31. El gas se comprime politrópicamente hasta restituir las condiciones iniciales (sea k 2 el índice de politropía de este proceso, que deberá determinarse). Se supone que todas las etapas son reversibles. La masa de gas es n = 0.20 moles, y la constante universal de los gases es R = 8,314 J/(K·mol). Se pide: A) Calcular las coordenadas de presión y temperatura en todos los puntos notables del ciclo (1 p). C) Calcular el trabajo asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). D) Calcular el calor asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). B) Determinar el índice k 2 y representar gráficamente el ciclo en un diagrama de Clapeyron (P-V) (2 p). E) Determinar el rendimiento del ciclo (1 p). F) Calcular la variación de entropía de cada una de las etapas del ciclo (2 p). MODELO C

7 Rendimiento donde Incremento de entropía (politrópicas) Incremento de entropía (isocórica)

8 8 Un gas ideal de coeficiente adiabático = 1.4 ejecuta un ciclo de potencia formado por las siguientes etapas: 12. El gas se expande politrópicamente (índice de politropía k 1 = 1.52) desde las condiciones V 1 = 1 litro, P 1 = 8.25 bar, hasta que su volumen se duplica. 23. El gas se enfría a volumen constante, hasta que su temperatura es T 3 = 270 K. 31. El gas se comprime politrópicamente hasta restituir las condiciones iniciales (sea k 2 el índice de politropía de este proceso, que deberá determinarse). Se supone que todas las etapas son reversibles. La masa de gas es n = 0.20 moles, y la constante universal de los gases es R = 8,314 J/(K·mol). Se pide: A) Calcular las coordenadas de presión y temperatura en todos los puntos notables del ciclo (1 p). C) Calcular el trabajo asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). D) Calcular el calor asociado con cada una de las etapas del ciclo, discutiendo su signo (2 p). B) Determinar el índice k 2 y representar gráficamente el ciclo en un diagrama de Clapeyron (P-V) (2 p). E) Determinar el rendimiento del ciclo (1 p). F) Calcular la variación de entropía de cada una de las etapas del ciclo (2 p). MODELO D

9 Rendimiento donde Incremento de entropía (politrópicas) Incremento de entropía (isocórica)


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