Ariketak

Testuingurua

1. ARIKETA

Zenbait ikertzaileren arabera, gas bati dagokion Jouleren eta Kelvinen koefizientea*, batetik ezagutzea; eta, bestetik $C_p$ bero-ahalmena, tenperatura eta presioaren funtzioan ezagutzea nahikoa da gasari esleitu diezaiokeen egoera-ekuazioa lortzeko.

Baieztapen hori egia al da?

Ebazpen posible bat…

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2. ARIKETA

Joule/Kelvin saiakuntzan erabili dugun gasaren kantitate jakinari zabalkuntza-prozesua eragin diogu: ${\rho }_1$ dentsitateko eta $T_1$ tenperaturako goi-presioko aldetik, ${\rho }_2$ dentsitateko behe-presioko aldera.

Lortu bukaerako tenperatura, $C_V,T_1,{\rho }_1$ eta ${\rho }_2$ parametroen funtzioan; van der Waals-en egoera-ekuazioa eta energiaren ekuazioaren honako adierazpen hau erabiliz:

$$dU=C_{V}dT+\frac{a}{V^2}dV$$

Ebazpen posible bat…

Cuando un fluido atraviesa adiabáticamente un paso estrecho (una válvula de aguja) desde una región de presión elevada constante a otra de presión más baja también constante, se dice que experimenta un proceso de estrangulación o una expansión Joule-Thomson o expansión Joule-Kelvin. Una de las propiedades más interesantes de la función entalpia está relacionada con el proceso de estrangulación. Imaginemos un cilindro aislado térmicamente, y equipado con dos pistones no conductores, situados a ambos lados de un tabique poroso, como se indica en la Figura 9.1.i. El tabique, rayado con líneas horizontales, es un tapón poroso, un paso estrecho o una serie de pequeños orificios. Entre el pistón de la izquierda y el tabique hay un gas a la presión $P_i$, ocupando un volumen $V_i$; y como el pistón del lado derecho está aplicado al tabique, impidiendo el paso de gas, el estado inicial del gas es un estado de equilibrio.

Imaginemos ahora que ambos pistones se mueven simultáneamente, de modo que a la izquierda del tabique se mantenga una presión constante $P_i$, y una presión constante inferior $P_f$ a la derecha. Cuando ha pasado todo el gas a través del tabique poroso, el estado final de equilibrio del sistema viene representado en la Figura 9.1f. Tal proceso es un proceso de estrangulación.

Evidentemente, un proceso de estrangulación es irreversible, puesto que el gas en el recorrido desde su estado inicial hasta su estado final, ambos de equilibrio, pasa por estados de desequilibrio. Tales estados de desequilibrio no pueden describirse mediante coordenadas termodinámicas, pero es posible sacar una interesante conclusión acerca de los estados de equilibrio inicial y final. Por aplicación del primer principio al proceso de estrangulación: $Q=U_f-U_i-W$, se tiene: $Q=0$, y la siguiente expresión:

$$W=-{\int }_0^{V_f}{P}_{f}dV-{\int }_{V_i}^0{P}_{i}dV$$

Puesto que ambas presiones permanecen constantes: $W=-(P_f{V}_f-P_i{V}_i)\Rightarrow H_i=H_f$

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3. ARIKETA

Joule/Kelvin koefizienteak estrangulatze-prozesuan zehar gertatuko den tenperatura-aldaketa adierazi du. Antzeko irakurketa dagokio ${\mu }_s$ koefizienteari: isentropikoa den presio-aldaketaren ondoriozko tenperatura-aldaketa neurtuko du, beraz:

$${\mu }_s={\left(\frac{\partial T}{\partial p}\right)}_s$$

Frogatu honako hau:

$${\mu }_s-\mu =\frac{V}{C_p}$$

Ebazpen posible bat…

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4. ARIKETA

Esku artean dugun sistemari esleitu diogun bero-ahalmenaren adierazpena ondoko hau da:

$$c_p=a+bT$$

1. Zer ondorio atera daiteke zero absolutuko sistemaren entropiari buruz?

2. Aurreko galderaren erantzuna Hirugarren Printzipioaren aurka al dago?

3. Nola aldatu behar da adierazpena Hirugarren Printzipioarekin bat etortzeko?

Ebazpen posible bat…

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5. ARIKETA

Esku artean dugun sistemari esleitu diogun egoera-ekuazioa ondoko hau da:

$$\frac{pv}{RT}=1+\frac{B(T)}{v}$$

1. Lortu bero-ahalmenaren adierazpena.

2. Ba al dator bat Hirugarren Printzipioarekin?
   Ezezkoan, zein baldintzatan beteko du gasak Hirugarren Printzipioa?

Ebazpen posible bat…

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6. ARIKETA

Ebazpen posible bat…

Testuingurua

7. ARIKETA

Emaitza

Ebazpen posible bat…

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8. ARIKETA

Emaitza

Ez

Ebazpen posible bat…

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9. ARIKETA

Emaitza

Ebazpen posible bat…

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10. ARIKETA

Emaitza

Ebazpen posible bat…

$$