>	restart:#"m01_p15"

Con un dispositivo cilindro émbolo de 0,05 m2 de sección, encerrando una masa de 0,2 kg de aire, se quiere levantar una pesa de 200 kg 1 m de altura, para lo cual se introduce calor suficientemente rápido como para poder despreciar las pérdidas al ambiente. Se pide:

a) Altura inicial del émbolo.

b) Estado termodinámico final del aire.

c) Relación entre el trabajo de levantar la pesa y el calor suministrado.

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su:="Aire":dat:=[A=0.05*m_^2,m=0.2*kg_,mP=200*kg_,Dz=1*m_];

Esquema:

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Ecs. const.:

>	eqET:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;gdat:=get_gas_data(su):dat:=op(dat),Const,gdat,SI2,SI1:

a) Altura inicial del émbolo.

>	p1:=p0+mP*g/A;z1:=solve(subs(p=p1,T=T0,eqET),V)/A;p1_:=subs(dat,p1):'p1'=evalf(p1_/(1e3*Pa_/kPa_));z1_:=subs(dat,z1);

b) Estado termodinámico final del aire.

>	z2:='z1+Dz';p2:='p1';T2:=solve(subs(p=p2,V=A*z2,eqET),T);z2_:=subs(dat,z1_+Dz);p2_:=p1_:p2:=p1;T2_:=solve(subs(p=p2_,V=A*z2_,dat,eqET),T);

c) Relación entre el trabajo de levantar la pesa y el calor suministrado.

>	WP:=mP*g*Dz;W12:=-'WP'-p0*A*Dz;eqBE:=subs(eq1_5,subs(DE[m]=0,eq1_9));sol1:=solve({eqEE,eqBE},{Q,DU});Q12:=subs(sol1,W=W12,Q);eta:='WP/Q12';Q12_:=subs(DT=T2_-T0,dat,Q12):'Q12'=evalf(Q12_/(1000*J_/kJ_));eta_:=subs(DT=T2_-T0,dat,eta);DE_:=subs(dat,m*c[v]*(T2_-T0)):'DE'=evalf(DE_/(1000*J_/kJ_));

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