Cilindro con pistón y resistencia eléctrica a temperatura constante

Considérese un sistema compuesto por 10 kg de aire a 300 K de temperatura, encerrado en un cilindro con pistón que provoca una presión de 10 bar sobre el gas. El cilindro y el pistón son perfectamente adiabáticos y además el desplazamiento del pistón se produce sin rozamientos. Posteriormente mediante una resistencia eléctrica, se entrega al aire un trabajo de 1 kW·k.

Sabiendo que la misma se encuentra en un estado de régimen, lo cual implica entre otras cosas que su temperatura permanece constante (resistencia eléctrica), se pide determinar:

• a) Estado final
• b) Variación de entropía del Universo
• c) Variación de exergía del sistema, medio y universo
• d) Trabajo útil del pistón
• e) Rendimiento exergético de todo el proceso

Las condiciones del medio de referencia son: p₀ = 100 kPa y t₀ = 27 °C.

Ver problema resuelto