1r ciclo Problema de termodinamica

[pherving]

Dos balones de vidrio, cuyos volumenes interiores son 500 y 200 cm3 respectivamente, estan conectados entre sí por un tubo de volumen despreciable. El aparato se llena de aire y se cierra, siendo la temperatura de 17ºC y la presion de 750mmHg. El balon mas pequeño se sumerge en hielo fundente y el otro en agua hirviendo.
Calcular la presion final del aire en los balones, despreciando la dilatacion del vidrio.

He intentado hacer este problema haciendo P·V/T, pero no he llegado a ninguna parte, porque luego se me quedaban un monton de incognitas... Y ademas, no se de donde sacar las temperaturas finales!!!
O a lo mejor no se hace por ete camino. Alguien me podria decir que opina y como lo haria??
Gracias por vuestro tiempo

[alefriz]

Re: Problema de termodinamica

Dos balones de vidrio, cuyos volumenes interiores son 500 y 200 cm3 respectivamente, estan conectados entre sí por un tubo de volumen despreciable. El aparato se llena de aire y se cierra, siendo la temperatura de 17ºC y la presion de 750mmHg. El balon mas pequeño se sumerge en hielo fundente y el otro en agua hirviendo.
Calcular la presion final del aire en los balones, despreciando la dilatacion del vidrio.

He intentado hacer este problema haciendo P·V/T, pero no he llegado a ninguna parte, porque luego se me quedaban un monton de incognitas... Y ademas, no se de donde sacar las temperaturas finales!!!
O a lo mejor no se hace por ete camino. Alguien me podria decir que opina y como lo haria??
Gracias por vuestro tiempo

Hola,

Yo consideraría que el proceso es isócoro (a volumen constante, ya que se desprecia la dilatación del vidrio), por lo que:

$$\frac{p_o}{T_o} = \frac{p_1}{T_1}$$

$$\frac{p_o}{T_o} = \frac{p_2}{T_2}$$

Si consideras el recipiente Nº 1, calentado a 100 ºC, y el recipiente Nº 2 a 0 ºC, se obtienen unas presiones finales de 964,6 mmHg y 706 mmHg respectivamente (las condiciones iniciales (o) son las dadas en el enunciado. OJO, trabajar con temperaturas en Kelvin).

[pherving]

Re: Problema de termodinamica

Bien, yo mas o menos habia llegado hasta ahi, pero tengo la solucion del problema y es una unica solucion!!! Eso es lo que me desconcierta. Y ademas me mosquea el hecho de que no se utilicen los volumenes para nada... Parece que sea un promedio o algo asi para sacar la presion final. A alguien se le ocurre algo?? Yo voy a seguir pensando...

[alefriz]

Re: Problema de termodinamica

Bien, yo mas o menos habia llegado hasta ahi, pero tengo la solucion del problema y es una unica solucion!!! Eso es lo que me desconcierta. Y ademas me mosquea el hecho de que no se utilicen los volumenes para nada... Parece que sea un promedio o algo asi para sacar la presion final. A alguien se le ocurre algo?? Yo voy a seguir pensando...

Entonces habrá que calcular la temperatura a la que tenderá el conjunto (2 balones) en el equilibro termodinámico. Al considerar que el proceso es a volumen constante y que no entra ni sale aire, implica que se considera que la densidad del aire no varía, aunque en la realidad si lo haría:
(0) = condiciones iniciales
(1) = Balón pequeño a 0 ºC
(2) = Balón grande a 100 ºC

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

$$p_f = T_f \frac{p_o}{T_o}$$

A mi me da una presión final de 890,7 mmHg

[pherving]

Re: Problema de termodinamica

Te importaria explicarme de donde has sacado esas ecuaciones???
Gracias, me parece que has dado con la solucion!!!!!

[alefriz]

Re: Problema de termodinamica

Te importaria explicarme de donde has sacado esas ecuaciones???
Gracias, me parece que has dado con la solucion!!!!!

La ecuación (1) es un balance energético:

Energía inicial (balon 1 a 273 K) + Energía inicial (balon 2 a 373 K) = Energia final (balon 1 + balon 2 a temperatura Tf)

$Energia = m c_e T = \rho V c_e T$

Al considerar las densidades y coeficiente calor especifico constantes, podemos calcular la temperatura final. Después entrando en la ecuación (2) que indica que el proceso es a volumen constante, obtenemos la presión final.

[pherving]

Re: Problema de termodinamica

Muchisimas gracias por la paciencia y las explicaciones, eres muy amable.
Gracias!!!

[alefriz]

Re: Problema de termodinamica

Muchisimas gracias por la paciencia y las explicaciones, eres muy amable.
Gracias!!!

De nada