Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

468
EXERGÍA: UNA MEDIDA DEL POTENCIAL
Observe que f 1 c 1 0 porque el aire inicial en el recipiente y el aire que
entra se encuentran en el estado al que está el ambiente, y la exergía de una
sustancia en el estado del ambiente es cero. La masa final de aire y la exergía
del aire presurizado en el recipiente al final del proceso son
m 2 P 2V
RT 2
f 2 1u 2 u 0 2
P 0 1v 2 v 0 2 T 0 1s 2 s 0 2
Se observa que
X ent X sal X 2 X 1
W rev,ent m 1 c 1
Q0 m2 f 2 m 1 f 1
Q 0
W rev,ent m 2 f 2
11 000 kPa2 1200 m 3 2
10.287 kPa # m 3 >kg # K21300 K2
2 323 kg
0 Q 1dado que T 2T 0 2
P0 1v 2 v 0 2 T 0 1s 2 s 0 2 V 2 0 Q
2
gz 0 Q
2
2
P 0 1v 2 v 0 2 P 0 a RT 2
P 2
RT 0
P 0
b RT 0 a P 0
P 2
1 b1dado que T 2 T 0 2
T 2
Q 0 P 2
P 2
T 0 1s 2 s 0 2 T 0 a c p ln R ln b RT 0 ln 1dado que T 2 T 0 2
T 0 P 0 P 0
Por consiguiente,
f 2 RT 0 a P 0
1 b RT
P 0 ln RT
2 P 0 a ln P 0
1 b
0 P 0 P 2
P 2
10.287 kJ>kg # K21300 K2 aln
1 000 kPa
100 kPa
P 2
100 kPa
1 000 kPa 1 b
y
120.76 kJ>kg
W rev,ent m 2 f 2 12 323 kg 2 1120.76 kJ >kg 2 280 525 kJ 281 MJ
Comentario Observe que se requiere un mínimo de 281 MJ de entrada de
trabajo para llenar el recipiente con aire comprimido a 300 K y 1 MPa. En
realidad, la entrada de trabajo requerida será mayor por una cantidad igual a
destrucción de exergía durante el proceso. Compare este resultado con el del
ejemplo 8-7. ¿Qué se puede concluir?
TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
Aspectos cotidianos de la segunda ley
La termodinámica es una ciencia natural fundamental que trata varios aspectos
de la energía, e incluso las personas que no se dedican a la técnica poseen un
conocimiento básico sobre la energía y la primera ley de la termodinámica, ya
que difícilmente algún aspecto de la vida no involucra transferencia o trans-
* Se puede omitir esta sección sin que se pierda continuidad.