Ejercicios estructura cristalinas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA (U.N.E.F.A)
SEMESTRE IV. SECCIÓN: U
ASIGNATURA: TERMODINAMICA

Propiedades de las sustancias puras
(Ejercicios)

Profesor:

Juvenal Sánchez

Integrantes:Guillermo Arana C.I. 19.517.739
Dubraska Montilla C.I. 18.534.763


Catia La Mar, noviembre de 2011

1.- Determinar las propiedades del agua en cada uno de los siguientes estados.

Estado | T ( ºC ) | P ( KPa ) | u ( KJ/Kg ) | X | Fase |
1 | | 200 | | 0.6 | |
2 | 125 | | 1600 | | |
3 | | 1000 |2950 | | |
4 | 75 | 500 | | | |
5 | | 850 | | 0.0 | |

Estado 1 P = 200 KPa X = 0.6
X = 0.6 → 60% es vapor y el 40% es líquido → mezcla saturada
Tablas termodinámicas A – 2. Agua saturada a P = 200 KPa
T = 120.23 ºC uf = 504.49 KJ/Kg ug = 2529.5 KJ/Kg ufg = 2025.0 KJ/Kg
u = uf + X ufg → u = 504.49 + 0.6 x 2025.0 = 1719.49KJ/Kg

Estado 2 T = 125 ºC u = 1600 KJ/Kg
Tablas termodinámicas A – 1. Agua saturada a T = 125 ºC
uf = 524.74 KJ/Kg ug = 2534.6 KJ/Kg ufg = 2009.9 KJ/Kg
uf > u > ug → mezcla saturada
P = P sat = 232.1 KPa
u = uf + X ufg → X = (u – uf) / ufg → X = (1600 – 524.74) / 2009.9 = 0.535

Estado 3 P = 1000 KPa u =2950 KJ/Kg
Tablas termodinámicas A – 2. Agua saturada a P = 1000 KPa
ug = 2583.6 KJ/Kg → u > ug → vapor sobrecalentado
Tablas termodinámicas A – 3. Vapor sobrecalentado a P = 1000 KPa
T ( ºC ) u ( KJ/Kg )
350 2875.2
T agua 2950
400 2957.3
Interpolando:
Lo cual es hallar la ecuación de la recta con los puntos (2875.2 , 350) y(2957.3 , 400)
T – T2 = m(u – u2) → m = (T2 – T1) / (u2 – u1) → m = (400 – 350) / (2957.3 – 2875.2) = 0.609
T – 400 = 0.609(u – 2957.3) → T = 0.609u – 1801.0 + 400 → T = 0.609u – 1401.0
Sustituyendo u = 2950 KJ/Kg → T = 0609 x 2950 – 1401.0 = 395.55 ºC

Estado 4 T = 75 ºC P = 500 KPa
Tablas termodinámicas A – 2. Agua saturadaa P = 500 KPa
T sat = 151.86 ºC → T < T sat → líquido comprimido
Tablas termodinámicas A – 1. Agua saturada a T = 75 ºC
u ≈ uf = 313.90 KJ/Kg

Estado 5 P = 850 KPa X = 0.0
X = 0.0 → líquido saturado
Tablas termodinámicas A – 2. Agua saturada a P = 200 KPa
T = T sat = 172.96 ºC u = uf = 731.27 KJ/Kg

Estado | T ( ºC ) | P ( KPa ) | U (KJ/Kg ) | X | Fase |
1 | 120.23 | 200 | 1719.49 | 0.6 | mezcla saturada |
2 | 125 | 232.1 | 1600 | 0.535 | mezcla saturada |
3 | 395.55 | 1000 | 2950 | - | vapor sobrecalentado |
4 | 75 | 500 | 313.90 | - | líquido comprimido |
5 | 172.96 | 850 | 731.27 | 0.0 | líquido saturado |

2.- Un tanque rígido contiene 50 kg de agua líquida saturada a 90 ºC. Determinar la presión en el tanque y elvolumen del tanque.
Solución:
Tablas termodinámicas A – 1. Agua saturada a T = 90 ºC
P sat = 70.14 KPa → P tanque = 70.14 Kpa
vf = 0.001036 m³/Kg → v = V/m → V = m v
V = 50 x 0.001036 = 0.0518 m³

3.- Una masa de 200 g de agua en estado líquido saturado es completamente vaporizada a presión constante de 100 kPa. Determinar el cambio de volumen.
Solución:
Tablastermodinámicas A – 2. Agua saturada a P = 100 KPa
vf = 0.001043 m³/Kg vg = 1.6940 m³/Kg
vfg = vg – vf → 1.6940 – 0.0001043 = 1.6939 m³/Kg
v = V/m → V = m v → V = 0.2 x 1.6939 = 0.3388 m³

4.- Un tanque rígido contiene 10 kg de agua a 90 ºC. Si 8 kg del agua está en forma líquida y el resto está en forma de vapor. Determinar la presión dentro del tanque y el...