>	restart:#"m05_p06"

Para tratar de evaluar la variacin de la energa interna del aire con la presin a T=cte, se piensa el siguiente experimento:Se dispone un frasco Dewar de 6 litros con aire a alta presin, pinicial=1 MPa (patm=100 kPa), mantenido isotrmicamente a una temperatura To=300 K superior a la ambiente, Tatm = 290 K, mediante un dispositivo termoelctrico (capaz de dar o tomar calor) autocontrolado. El frasco comunica con la atmsfera a travs de una vlvula donde el aire se expande hasta la presin atmosfrica y un conducto donde otro dispositivo termoelctrico ajusta la temperatura de salida a To. Para el proceso de descarga, se pide:

a)Indicar el signo esperado de los intercambios trmicos.

b)Calcular los intercambios trmicos con el modelo de gas perfecto.

c)Tomando como referencia la energa interna del aire en condiciones de salida, u(To,patm)=0, calcular la energa interna a alta presin, u(To,pinicial), en funcin de variables directamente medibles.

Datos:

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

>	su:="Aire":dat:=[V=6e-3*m_^3,p1=1e6*Pa_,p0=1e5*Pa_,T1=300*K_,T0=290*K_];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

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

a)Indicar el signo esperado de los intercambios trmicos.

Dentro siempre habr que aadir energa, pues si no la expansin isentrpica enfriara el aire encerrado, mientras que fuera depender del coeficiente de Joule Thomson y ser muy pequea;

b)Calcular los intercambios trmicos con el modelo de gas perfecto

>	eqBEdep:=m1f*c[v]*T1-m1i*c[v]*T1=Q1+0+c[p]*T1*(m1f-m1i);m1i:=solve(subs(p=p1,T=T1,eqET),m);m1f:=solve(subs(p=p0,T=T1,eqET),m);Q1:=solve(eqBEdep,Q1);Q1_:=subs(dat,Q1);m1i:='m1i':m1f:='m1f':Q2:=Int(c[p]*(T3-T2),m=m1i..m1f);T2:=T1:T3:=T2:Q2_:=value(Q2);

c)Tomando como referencia la energa interna del aire en condiciones de salida, u(To,patm)=0, calcular la energa interna a alta presin, u(To,pinicial), en funcin de variables directamente medibles.

Conviene tomar como sistema toda la instalacin.

>	Q1:='Q1':Q2:='Q2':eqBEtot:=mf*uf-mi*ui=Q1+Q2+Int(uf+pf*vf,m=mi..mf);eqBEtot:=mf*uf-mi*ui=Q1+Q2+int(uf+pf*vf,m=mi..mf);ui_uf:=expand(solve(eqBEtot,ui)-uf);ui_uf_:=collect(subs(vf=V/mf,ui_uf),{pf,V});

(p0,V,Q1,Q2,m1i,m1f assumed measured).

>