EJERCICIO 96

Description

Problema 4.33 del Van Wylen. Segunda Edición. Página 112.

Problem 4.46 from Sonntag – Borgnakke – Van Wylen. Fifth Edition. Page 91.

Un cilindro, con A_cil = 7.012 cm², está provisto de dos pistones; el superior, con m_p1 = 100 kg, descansa inicialmente sobre los soportes. El pistón inferior, con m_p2 = 0 kg, se encuentra sobre 2 kg de agua y ambos pistones están conectados por un resorte que se encuentra en el vacío. Cuando el pistón inferior descansa sobre el fondo, la fuerza del resorte es cero y cuando el pistón inferior choca con los soportes el volumen es de 0.3 m³. El agua, que inicialmente está a 50 kPa, V = 0.00206 m³, se calienta hasta vapor saturado.

a) Encuentre la temperatura inicial y la presión que levantará el pistón superior.

b) Encuentre los valores finales de T, P, v y el trabajo que realiza el agua.

A cylinder (Fig.), A_cyl = 7.012 cm², has two pistons mounted, the upper one, m_p1 = 100 kg, initially resting on the stops. The lower piston, m_p2 = 0 kg, has 2 kg water below it, with a spring in vacuum connecting the two pistons. The spring force is zero when the lower piston stands at the bottom, and when the lower piston hits the stops the volume is 0.3 m³. The water, initially at 50 kPa, V = 0.00206 m³, is then heated to saturated vapor.

a) Find the initial temperature and the pressure that will lift the upper piston.

b) Find the final T, P, v and the work done by the water.