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• Propiedades termodinámicas.
• Física Aplicada e Interdisciplinaria
• Ingeniería de Edificación

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Fase 5 - Desarrollar y presentar segunda fase situación problema

KAREN JULIETH NAVARRO ACOSTA CÓDIGO: 1111199530

GRUPO: 205015_58

ANA ILVA CAPERA TUTORA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE INGENIERIA AMBIENTAL 2019

1. Una fuente de calor que se encuentra a 1200K cede 1500kJ hacia un sumidero que se encuentra a 800K, calcule el cambio de entropía que se genera. Calcule nuevamente el cambio de entropía si el sumidero se encuentra a una temperatura igual a los tres últimos dígitos de su cédula en Kelvin. Compare los valores y escriba una corta reflexión sobre lo que se puede concluir frente a la irreversibilidad de ambos procesos.

∆𝑆𝐺𝑒𝑛 = ∆𝑆𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + ∆𝑆𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑒𝑟𝑜 ∆𝑆𝐺𝑒𝑛 =

−1500 𝑘𝑗 1500 𝑘𝐽 + 1200 𝐾 800 𝐾

∆𝑺𝑮𝒆𝒏 = 𝟎. 𝟔𝟐𝟓

𝒌𝑱 𝑲

Numero de Cedula 1111201109 𝑇𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑒𝑟𝑜 = 100 𝐾

∆𝑆𝐺𝑒𝑛 =

−1500 𝑘𝑗 1500 𝑘𝐽 + 1200 𝐾 100 𝐾

∆𝑺𝑮𝒆𝒏 = 𝟏𝟑. 𝟕𝟓

𝒌𝑱 𝑲

Podemos darnos cuenta que entre menor la temperatura habrá una generación de entropía mas grande

2.Una cantidad de vapor de agua igual a los últimos tres dígitos de su cédula en lbm, se encuentra a una presión de 280psia contenida en un cilindro de 2.0pies3. El agua es calentada a presión constante hasta una temperatura de 500°F. Calcule el cambio de entropía involucrado en el proceso. Mi número de cedula es 1111201109 𝑚 = 100 𝑙𝑏𝑚

Por medio de la de la siguiente formula podemos hallar la temperatura inicial La cantidad de moles es 𝑛=

100𝑙𝑏𝑚 = 5.550 𝑚𝑜𝑙 18.015 𝑇1 =

𝑇1 =

𝑃1 𝑉1 𝑛𝑅

280 𝑝𝑠𝑖𝑎 ∗ 2 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 = 317.091𝑅 5.550 𝑚𝑜𝑙 ∗ 0.1102

Pasamos la temperatura 2 a Rankine 𝑇2 = 500°𝐹 = 𝑅 = 959.67𝑅 𝛥𝑆 = 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛(

𝑇2 𝑃2 ) − 𝑅𝐿𝑛( ) 𝑇1 𝑃1

Como la presión es constante nos queda 𝑇2 𝛥𝑆 = 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛 ( ) 𝑇1

959.67 𝐵𝑡𝑢 𝛥𝑆 = 0.445 ∗ ln ( ) = 0.4927 317.091 𝑙𝑏𝑚𝑅

3.Se expande aire de forma isoentrópica (entropía constante) desde 100psia y 500°F hasta 20psia. Determine la temperatura final del gas.

Usamos la ecuación para lograr el cambio de entropía: 𝛥𝑆 = 𝑆2 − 𝑆1 = 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛(

𝑇2 𝑃2 ) − 𝑅𝐿𝑛( ) = 0 𝑇1 𝑃1

𝐶𝑝 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 0.240 𝑅 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 0.0855

𝐵𝑡𝑢 𝑙𝑏𝑚𝑅

𝐵𝑡𝑢 𝑙𝑏𝑚𝑅

𝑇1 = 500 𝐹 → 𝑅 𝑅 = 959.67𝑅 Realize el despeje Ln(T2/T1): 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛(

𝑇2 𝑃2 ) = 𝑅𝐿𝑛( ) 𝑇1 𝑃1

𝑇2 𝐵𝑡𝑢 20 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛 ( ) = 0.0855 ∗ 𝑙𝑛( ) 𝑇1 𝑙𝑏𝑚𝑅 100 𝐶𝑝 ∗ 𝐿𝑛( 𝐿𝑛( Despejo T2:

𝑇2 ) = −0.1376 𝑇1

𝑇2 0.1376 )=− = −0.5733 𝑇1 0.240

𝑇2 = 𝑒 −0,5733 = − 0,5636 𝑇1 𝑇2 = 0,5636 ∗ 𝑇1 = 0.5636 ∗ 959.67𝑅 = 𝟓𝟒𝟎. 𝟖𝟕 𝑹