Recipiente con vapor saturado comunicado con un cilindro y pistón

Un recipiente rígido y adiabático está comunicado por medio de una válvula con un cilindro y pistón ambos adiabáticos, inicialmente vacío. En el cilindro actúa sobre el pistón una presión p_P = 4 bar (400 kPa). El recipiente contiene 4 kg de vapor de agua saturado a la presión p₁ = 5 bar.

Al instante que se abre la válvula se entrega un We (trabajo eléctrico) a una resistencia eléctrica (ver figura), hasta que el vapor alcanza la temperatura de t₂ = 400 °C.

Calcular:

• a) W_e trabajo de la resistencia
• b) W_p trabajo del pistón
• c) Variación de entropía del sistema, medio y universo
• d) Variación de exergf.a del sistema, medio y universo
• e) Rendimiento exergético

Las condiciones del medio atmosférico son p₀ = 1 bar y t₀ = 27 °C.

Nota: la temperatura de la resistencia permanece constante.

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