Un cilindro provisto con un pistón carente de fricción contiene 2kg de R - 134a sobrecalentado en forma de vapor a 1 MPa y 100°C?

La cantidad de calor en el proceso del cilindro pistón es de Q = 1.

493 kJExplicación paso a paso : La manera para dar solución a este problema es el uso de la primera ley de la termodinámica, la cual establece para un sistema cerrado que : Q - W = ΔuInicialmente identificamos los datos de estado : Estado inicial (Vapor sobrecalentado)P = 1MpaT = 100°Cm = 2kgEstado final (Mezcla)P = 1MpaX = 0.

75Con los datos iniciales podemos ubicar en la tabla de propiedades termodinámicas del R - 134a, las siguientes propiedades : v1 = 0.

02755 m³ / kgu1 = 307.

27 kJ / kgh1 = 334.

82 kJ / kgSabemos que para el calculo del trabajo, si la presión es constanteW = P (Vf - Vi)Calculamos el volumen inicial : Vi = v1 * mVi = 0.

02755 m³ / kg * 2kgVi = 0.

0551 m³Para el estado final buscamos en la tabla en la seccion de mezcla, obteniendo : v2 = 0.

8695 m³ / kgh2f = 105.

29 kJ / kgh2g = 267.

97 kJ / kgu2f = 104.

42 kJ / kgu2g = 247.

77 kJ / kgCalculamos la energía especifica : u2 = u2f + X(u2g - u2f)u2 = 104.

42kJ / kg + 0.

75(247.

77 - 104.

42)kJ / kgu2 = 211.

9325 kJ / kgCalculamos el volumen finalVf = 0.

8695 m³ / kg * 2kgVf = 1.

793 m³Teniendo ambos volumenes calculamos el trabajoW = 1000Kpa (1.

793 m³ - 0.

0551 m³)W = 1683.

9 JSustituyendo los valores en la ecuación de la primera leyQ - 1683.

9 J = 2kg * (211.

9325 kJ / kg - 307.

27 kJ / kg)Q = 1683.

9 J - 190.

675 JQ = 1493.

225 J = 1.

493 kJ.