Cilindro con pared diatérmana

El cilindro de la figura es adiabático (lo mismo que el émbolo), y contiene una pared diatérmana interior que lo divide en dos cámaras iguales, cada una de V = 0,5 m³. La cámara A contiene n = 60 mol de un gas ideal a T₁ = 373 K, y en la cámara B se ha hecho el vacío.

• A) Inmovilizado el émbolo, se produce una perforación en la pared intermedia. Determinar P₂ y T₂ del gas en el equilibrio final, y la destrucción exergética en el universo en dicho proceso.
• B) A partir del estado final del proceso anterior, se empuja lentamente el émbolo, supuesto sin rozamiento, hasta que el gas queda confinado de nuevo en la cámara A. Determinar el trabajo útil recibido por el sistema en este proceso.
• C) Establecer (no hace falta resolverla) la ecuación diferencial que permite calcular la temperatura final del proceso descrito en B), suponiendo ahora que el pistón se mueve con un rozamiento cuya presión equivalente es P_r = 0,2 bar.

Las condiciones ambientes son T₀ = 298 K, P₀ = 1 bar. Tómese para el gas c_p^∗ = (7/2)·R

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