Considere los tres procesos de la figura, con Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle p_A=100\,\mathrm{kPa}}
, Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_A=4\,\mathrm{L}}
y Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle p_B=300\,\mathrm{kPa}}
, Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_A=1\,\mathrm{L}}
.
Para los procesos 1 y 2 calcule independientemente el trabajo y el calor que entran en el sistema en cada uno. ¿Cuánto vale la suma del calor y el trabajo en cada uno de los dos procesos?
Para el proceso 3, calcule el trabajo en este proceso y, a partir de este, el calor que entra en el sistema.
Proceso 1
Este proceso se compone de un proceso isobárico entre el estado A y uno que llamaremos D, y uno iscórico entre D y B. Veremos cada uno por separado.
Proceso A→D
Trabajo
Al ser un proceso a presión constante
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle W_{A\to D} = -p_D(V_D-V_A) = -p_A(V_B-V_A) = -100\,\mathrm{kPa}(1 - 4)\,\mathrm{L}=+300\,\mathrm{J}}
Calor
Por ser a presión constante
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle Q_{A\to D}=nc_p(T_D-T_A) = \frac{\gamma(p_DV_D-p_AV_A)}{\gamma-1} = \frac{\gamma p_A(V_D-V_A)}{\gamma-1}=\frac{1.4}{0.4}100\,\mathrm{kPa}(1 - 4)\,\mathrm{L}= -1050\,\mathrm{J}}
Proceso D→B
Trabajo
Al ser un proceso a volumen constante
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle W_{D\to B} = 0\,\mathrm{J}}
Calor
Por ser a volumen constante
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle Q_{D\to B}=nc_v(T_B-T_D) = \frac{p_BV_B-p_DV_D}{\gamma-1} = \frac{ V_B(p_B-p_A)}{\gamma-1}=\frac{1\,\mathrm{L}(300-100)\,\mathrm{kPa}}{0.4}= +500\,\mathrm{J}}
Proceso completo
Sumando los dos resultados anteriores
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle W_{A\to B}=W_{A\to D}+W_{D\to B}=+300\,\mathrm{J}+0\,\mathrm{J}=+300\,\mathrm{J}}
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle Q_{A\to B}=Q_{A\to D}+Q_{D\to B}=-1050\,\mathrm{J}+500\,\mathrm{J}=-550\,\mathrm{J}}
y la suma del calor y el trabajo en este proceso es
Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle W_{A\to B}+Q_{A\to B}=+300\,\mathrm{J}-550\,\mathrm{J}=-250\,\mathrm{J}}
