Dos cilindros y tres pistones

Un cilindro vertical A limitado por un pistón móvil sin rozamiento también adiabático, contiene Oxígeno (O₂) en las siguientes condiciones:

• V_Ai = 5 m³ 
• P_Ai = 3 bar
• T_Ai = 500 K

Este cilindro está conectado por medio de una cañería y válvula de paso con un cilindro horizontal B que contiene Nitrógeno (N₂) no aislado limitado por dos pistones móviles sin rozamiento de V_Bi = 0,5 m³. Ambos gases son ideales.

El cilindro posee en cada extremo topes que impiden a los pistones seguir su camino cuando V_Bf = 1 m³. Se abre la válvula de paso y cuando se alcanza el equilibrio termodinámico, determinar:

• a) Presión final (P_f)
• b) Temperaturafinal (T_f)
• c) Calor intercambiado con el medio (Q)
• d) Variación de entropía del universo
• e) Variación de exergía del universo
• f) Rendimiento exergético

Las condiciones del medio de referencia son las de la atmósfera:

• P₀ = 1 bar
• T₀ = 300 K

Ver problema resuelto