Aumento de presión en un clindro con sustancia en el punto triple

En un cilindro adiabático dotado de un émbolo adiabático sin rozamiento se tienen 100 mol de una cierta sustancia pura en su punto triple a P₁ = 611 Pa, siendo x₁^S = 0,5 y x₁^L = 0,1.

Sobre dicho émbolo actúan en todo momento la presión ambiente P₀ y una fuerza adicional tal que el sistema se encuentra en equilibrio. Variando muy lentamente dicha fuerza, se aumenta la presión interior del cilindro hasta P₂ = 1 bar.

Hallar:

• temperatura final T₂ (K)
• título final
• trabajo intercambiado (kJ)
• variación de exergía del sistema (kJ), razonando su signo.

Datos de la sustancia:

• En el punto triple: volumen específico del sólido v^S = 19,65·10⁻⁶ m³/mol; calor latente de fusión l_f = 6002 J/mol
• En el intervalo de presiones de interés: Para el líquido v^L = 18·10⁻⁶ m³/mol; c_p^L = 75,4 J/mol·K que se pueden considerar constantes.
  
  Tómense ( ∂h^L / ∂P )_T ≈ 0 ; ( ∂s^L / ∂P )_T ≈ 0
  
  Curva de presión de vapor:
  
  
  ln ( P / 1 bar ) = 11,972 − ( 3997 K ) / ( T − 39 K )
  
  El vapor se comporta como gas ideal

Condiciones ambiente: P₀ = 1 bar, T₀ = 300 K.

Se sugiere tomar como referencia para la entalpía y la entropía de la sustancia, el sólido en el punto triple.

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