Recipiente, cilindro y máquina térmica irreversible

Un recipiente está comunicado a través de una válvula con un cilindro inicialmente vacío. El cilindro contiene un pistón que puede deslizarse sin rozamiento (ver figura) y que ejerce una p_p = 6 bar. Todo el conjunto es adiabático, el volumen inicial del recinto es de V₁ = 2 m³, la masa m = 10 kg y la p₁ = 12 bar.

 

El recipiente recibe un trabajo que proviene de una máquina térmica irreversible de rendimiento η = 0,6 que opera entre 2 fuentes cuyas temperaturas son T₁ = 1000 K y T₂ = 300 K.

En el momento en que funciona la máquina térmica se abre la válvula que comunica el recipiente con el cilindro hasta que la fuente caliente entregue una cantidad de calor de Q₁ = 4200 kJ.

Calcular:

• a) Trabajo entregado por la máquina térmica
• b) Q₂ entregado a la fuente fría
• c) Estado final de la masa de aire contenida en el dispositivo d) ΔS_u (variación de entropía del universo)

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