Problema 1 · Fundamentos de Física UVIC 2011

Tema: Gas ideal, primer principi i cicles termodinàmics · Del examen Examen de Fonaments de Física (Desembre 2011) (2011)

Enunciado

Problema 1 (6 punts). Cicle d'un motor tèrmic amb gas ideal

Un motor tèrmic utilitza com a substància de treball $n = 1\text{ mol}$ d'un gas ideal monoatòmic amb calors específiques molars $C_V = \frac{3}{2}R$ i $C_P = \frac{5}{2}R$ . El gas parteix d'un volum inicial $V_1 = 25\text{ L}$ i segueix el cicle tancat representat al diagrama $P - V$ següent:

A partir d'aquestes dades, determineu:

La temperatura del gas en els estats 1 i 2, així com el volum ocupat en l'estat 3. [1 p]

La quantitat de calor bescanviada en cadascuna de les tres etapes del cicle termodinàmic. [2 p]

El rendiment tèrmic del cicle $\eta$ . [1 p]

(adimensional o en %)

El treball que desenvoluparia una màquina reversible de Carnot que operés entre les temperatures màxima i mínima d'aquest cicle absorbint la mateixa calor. [1 p]

L'increment percentual de treball que s'obtindria amb la màquina de Carnot en comparació amb el motor real considerat. [1 p]

Enunciado: Problema 1 · Fundamentos de Física UVIC 2011

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Temperatura del gas en l'estat 1 ( $T_1$ )

Solución: $300{,}7$ K

a) Temperatura del gas en l'estat 2 ( $T_2$ )

Solución: $601{,}4$ K

a) Volum ocupat en l'estat 3 ( $V_3$ )

Solución: $50$ L / $0{,}050$ m³

b) Calor bescanviada en l'etapa 1 → 2 (isòcora)

Solución: $3750$ J / $3{,}75$ kJ

b) Calor bescanviada en l'etapa 2 → 3 (isotèrmica)

Solución: $3465{,}7$ J / $3{,}466$ kJ

b) Calor bescanviada en l'etapa 3 → 1 (isòbara)

Solución: $-6250$ J / $-6{,}25$ kJ

c) El rendiment tèrmic del cicle

Solución: $0{,}1338$ / $13{,}38$ %

d) El treball que desenvoluparia una màquina reversible de Carnot

Solución: $3607{,}9$ J / $3{,}608$ kJ

e) L'increment percentual de treball que s'obtindria amb la màquina de Carnot

Solución: $273{,}6$ % / $273{,}6$

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Pregunta 1 · 2012 · Problema 1 · 2011 ›

Problema 1 · Fundamentos de Física UVIC 2011

Enunciado

Solución

Más ejercicios de Gas ideal, primer principi i cicles termodinàmics