3-37 Un dispositivo de cilindro-émbolo sin fricción contiene 8 kg de vapor de agua sobrecalentado a 500 kPa y 300°C. Después el vapor se enfría a temperatura constante hasta que 70 por ciento de él, en masa, se condensa. Determine el trabajo efectuado durante este proceso.3-37E Un dispositivo de cilindro-émbolo sin fricción contiene 12 Ibm de vapor de agua sobrecalentado a 60 psiay 500°F. El vapor se enfría después a presión constante hasta que 70 por ciento de él, en masa, se condensa. Determine el trabajo efectuado durante este proceso.3-38 Una masa de 1.2 kg de aire a 150 kPa y 12°C está contenida en un dispositivo hermético de gas de cilindro-émbolo sin fricción. Después el aire se comprime hasta una presión final de 600 kPa. Durante el proceso se transfiere calor desde el aire para que la temperatura en el interior del cilindro se mantenga constante. Calcule el trabajo realizado durante este proceso. Respuesta: -136.1 kJ.3-39 Nitrógeno en un estado inicial de 300 K, 150 kPa y 0.2 m3 se comprime lentamente en un proceso isotérmico hasta una presión final de 800 kPa. Determine el trabajo efectuado durante este proceso.3-39E Nitrógeno en un estado inicial de 70°F, 20 psia y 5 pie3 se comprime lentamente en un proceso isotérmico hasta una presión final de 100 psia. Determine el trabajo efectuado durante este proceso.3-40 Un gas se comprime desde un volumen inicial de 0.42 m3 hasta un volumen final de 0.12 m3. Durante esteproceso de cuasiequilibrio, la presión cambia con el volumen de acuerdo con la relación P = aV + b, donde a = -1200 kPa/m3 y b = 600 kPa. Calcule el trabajo realizado durante este proceso: a) grafique el proceso en un diagrama P-v y encuentre el área bajo la curva del proceso, y b) efectúe las integraciones necesarias.3-41 Durante un proceso de expansión, la presión de un gas cambia de 100 a 900 kPa de acuerdo con la relaciónP = aV + b, donde a = 1 MPa/m3 y b es una constante. Si el volumen inicial del gas es 0.2 m \ calcule el trabajo realizado durante el proceso. Respuesta: 400 kJ.3-41E Durante un proceso de expansión, la presión de un gas cambia de 15 a 100 psia de acuerdo con la relación P = aV + b, donde a = 5 psia/pie3 y b es una constante. Si el volumen inicial del gas es 7 pie3, calcule el trabajo efectuado durante el proceso. Respuesta: 180.9 Btu.3-42 Durante ciertos procesos de expansión y compresión real en dispositivos de cilindro-émbolo, se ha observado que los gases satisfacen la relación PV" = C, donde n y C son constantes. Calcule el trabajo efectuado cuando un gas se expande desde un estado de 150 kPa y 0.03 m3 hasta un volumen final de 0.2 m3 para el casode n = 1.3.
