F2 - 2S: 8.3

holiwis me gustaría saber si razoné bien la parte a y b del ejercicio, porque en la solución solo están las cuentas, en el a puse ésto :

a) El QH absorbido es positivo y lo recibe de la fuente TH. De ab no va a haber trabajo, en la gráfica se ve que el volumen se mantiene constante así que no hubo movimiento por ende no hubo trabajo, pero sí tomó QH que luego se transformará en trabajo en la zona bc. Con ejemplo de pistón, es como cuando alguien calienta el pistón por abajo y va subiendo la presión del pistón pero aún no sube su volumen o sea aún no se mueve, hasta que llega a bc. Ta luego hice las cuentas y me dio lo que aparecía en la solución.

b) Luego de expandirse en la zona bc, libera QL negativo a la fuente de baja temperatura. En la zona bc hubo trabajo y se puede ver por la gráfica que su volumen aumentó así que se expandió, y a parte lo dice por letra. Me parece que ese trabajo que hizo al expandirse luego se transformará en QL en la zona ac. En la zona ac habrá trabajo también puesto que se comprimirá. En la gráfica se ve que su volumen desaumenta. Con el ejemplo del pistón, según me parece luego de que el pistón está totalmente expandido, comenzará la zona ac donde bajará a presión constante. Como está liberando calor, la atmósfera que lo rodea podría ser la fuente de baja temperatura, así que tal vez la persona que esté con el pistón tal vez podría sentir que el pistón se calienta, no sé bien si el calor TL es algo relamente 'sentible' pero se me ocurrió que podría ser éso, y luego hice las cuentas y me dieron bien.

es así ?

luego tengo una pequeña duda, yo usé para las cuentas, para la primera usé ΔPV = ΔTnR y para la parte b) usé PΔV = ΔTnR, está bien éso ? creo que sólo se puede usar porque es un ciclo pero tengo dudas con eso

graciass

Re: 8.3

de Nahuel Barrios - martes, 2 de noviembre de 2021, 19:46

Hola Nataly,

concuerdo con tu razonamiento de la parte a).

En relación al razonamiento de la parte b) tengo algunos reparos. En primer lugar, el proceso bc es adiabático y por lo tanto el calor intercambiado es nulo. El calor intercambiado con la fuente de baja temperatura

$Q_L$ correspondería únicamente al calor intercambiado en el proceso ca. Y cuidado,

$T_L$ es la temperatura de la fuente de baja temperatura, ¡no es calor!

En la parte a) la ecuación que usaste es correcta. Por tratarse de un gas ideal y por mantenerse el volumen y el número de moles constante. Otro modo de obtener lo mismo es usando la ecuación de estado de gas ideal

$PV=nRT$ en los puntos a y b y luego usar que

$V_a=V_b$ . Por otro lado, la ecuación que usaste para b) es incorrecta. En el proceso bc la presión no se mantiene constante. Te aconsejo trabajar con la ecuación de estado de gas ideal para cada punto por separado, analizando qué propiedades se mantienen constantes o las particularidades del proceso bajo estudio. Por ejemplo, como el proceso bc es adiabático y la sustancia es un gas ideal (y como el número de moles permanece constante) puedes usar

$PV^{\gamma}=cte.$ .

Por último, debes usar también ecuaciones que te permitan hallar los valores de calor y trabajo (por ejemplo, la primera ley de la termodinámica o las expresiones para calor a presión o volumen constante en un gas ideal).

Saludos,
Nahuel

Re: 8.3

de Nahuel Barrios - martes, 2 de noviembre de 2021, 21:08

Releyendo tu mensaje me doy cuenta que quizás lo interpreté mal. Sí se puede usar la ecuación

$P\Delta V=nR\Delta T$ para el proceso ca, que es a presión constante, pero no en el bc, que es adiabático. Por otra parte, el calor liberado a la fuente de baja

$Q_L$ corresponde al calor intercambiado en el proceso ca.

Saludos,
Nahuel

Re: 8.3

de Nataly Melanie Ruber Maimo - martes, 2 de noviembre de 2021, 22:09

Holi, por las dudas, usé ΔPV = ΔTnR para el proceso ab, puesto que entre a y b, el volumen es el mismo, pero hay cambio de presión y de temperatura ( se calienta el pistón ), y para ac es que usé PΔV = ΔTnR puesto que la presión es constante pero hay cambio de volumen entre a y c, también hay cambio de temperatura

Luego la parte que dices 'El calor intercambiado con la fuente de baja temperatura QL correspondería únicamente al calor intercambiado en el proceso ca', ¿ esto significa que una vez que se expande, en cuanto comienza el proceso ac el pistón comienza a largar calor QL, no ? Si es así, creo que mi confusión está en que no sé bien de dónde sale el QL que intercambia allí. Yo había pensado que en bc, puesto que solo hay W, que ese W se transformaría en QL en ac, pero no es cierto ésto o sí ?

graciass