¿Alquien me pordria ayudar con este ejercicio de tecnología?

Question

2. Tenemos un recinto cilíndrico de 2 litros lleno de aire comprimido que se encuentra a 2,5 bar. Si la presión exterior es de una atmósfera y la superficie del émbolo que cierra el recinto es de 400 cm2, ¿cuál será el desplazamiento horizontal del pistón si dejamos que el aire se expansione libremente?

Answer 1

Respuesta preferida

Primero hay que tener la unidades homogeneas

Presión inicial = 2,5 bar = 2,5 atm ( aprox)

( para ser exactos 1 atm = 1,01325 bar )

Volumen = 2 litros = 2 dm^3 = 0,002 m^3

Area del embolo = 400 cm^2 = 0,04 m^2

El embolo se movera hasta equilibrar la presión.

Presión interna = presión externa = 1 atm

Suponiendo el aire comprimido como un gas ideal y el proceso se realiza a temperatura constante

P1 * V1 = P2 * V2

donde

P1,P2 = presión inicial y final del gas respectivamente

V1, V2 = volumen inicial y final de gas respectivamente

2,5 at * 0,002 m^3 = 1 at * V2

despejando V2

V2 = 2,5 at * 0,002 m^3 / 1 at = 0,005 m^3

Volumen = Area * longitud

(el cilindro esta horizontal)

despejando la longitud

longitud = Volumen / Area

longitud inicial = Volumen inicial / Area = 0,002 m^3 / 0,04 m^2 = 0,05 m

longitud final = Volumen final / Area = 0,005 m^3 / 0,04 m^2 = 0,125

m

desplazamiento = longitud final - longitud inicial = 0,075 m <-----

Suerte