>	restart:#"m03_p01"

Con un agitador se ha elevado rápidamente la presión de 15 gramos de aire encerrados en un recipiente rígido, desde 300 kPa y 30 °C hasta 360 kPa. Suponiendo que la atmósfera está a 90 kPa y 30 °C, se pide:

a) Trabajo realizado.

b) Trabajo mínimo que se hubiera requerido.

c) Irreversibilidad del proceso.

d) Suponiendo que luego se deja atemperar, variación de energía, entropía, irreversibilidad y generación de entropía.

Datos:

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

>	su:="Aire":dat:=[m=0.015*kg_,p1=300e3*Pa_,T1=(30+273)*K_,p2=360e3*Pa_,p0=90e3*Pa_,T0=(30+273)*K_];

Esquema:

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Eqs. const.:

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

a) Trabajo realizado

>	eqBE:=eq1_5;eqBE:=subs(eqBE,subs(DE[m]=0,eq1_9));'W'=DU;V1:=solve(subs(p=p1,T=T1,eqET),V);V1_:=subs(dat,V1);V2:=V1:T2:=solve(subs(p=p2,V=V2,eqET),T);T2_:=subs(dat,T2);W12:=solve(subs(eqEE,DT=T2-T1,eqBE),W);W12_:=subs(Q=0,dat,W12);

b) Trabajo mínimo que se hubiera requerido

>	DSuniv:=DS-Q/T0;DS:=m*c[v]*ln(T2/T1);Q_:=subs(SI1,solve(subs(dat,DSuniv)=0,Q));DU:='m*c[v]*(T2-T1)';Wmin:='DE'-Q;Wmin_:=solve(subs(Q=Q_,dat,eqBE),W);

c) Irreversibilidad del proceso.

>	Irr:='W12-Wmin';Irr_:=W12_-Wmin_;Sgen:=m*c[v]*ln(T2/T1);Sgen_:=subs(SI1,evalf(subs(dat,Sgen)));

d) Suponiendo que luego se deja atemperar, variación de energía, entropía, irreversibilidad y generación de entropía.

>	T3:=T0:p3:=p1:DE23:=m*c[v]*(T3-T2);DE23_:=subs(dat,DE23);W23_:=0;Q23:='DE23-W23';Q23_:=DE23_-W23_;DS23:=m*c[v]*ln(T3/T2);DS23_:=subs(SI1,evalf(subs(dat,DS23))):'DS23'=evalf(%,2);DSatm:=-'Q23/T0';DSatm_:=subs(W23=0,dat,DSatm);Sgen23:='DS23+DSatm';Sgen23_:=DS23_+DSatm_;

>	Q23:='Q23':DSuniv:=DS23-Q23/T0;Q23_:=solve(DSuniv=0,Q23);DE23:=m*c[v]*(T3-T2);Wmin23:='DE23'-Q23;Wmin23_:=subs(SI1,evalf(subs(dat,subs(dat,Q23=Q23_,Wmin23))));Irr23_:=W23_-Wmin23_:'Irr23'=evalf(%,2);Irr_univ:=evalf(Irr_+Irr23_);Sgen_univ:=evalf(Sgen_+Sgen23_,2);'T0*Sgen_univ'=evalf(Irr_univ);

Nótese que la DS puede ser mayor o menor que cero, pero la Sgen es siempre mayor que cero, y que Irr_univ=To*Sgen_univ..

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