Expansi N Irrestrica De Agua

Expansión irrestricta de agua
Un recipiente rígido está dividido en dos partes iguales por una
separación. Al inicio, un lado del recipiente contiene 5 kg de agua a
200 kPa y 25°C, mientras el otrose halla al vacío. Se retira la
separación y el agua se expande en todo el recipiente, con lo que el
agua intercambia calor con sus alrededores hasta que la
temperatura en el recipiente vuelve al valorinicial de 25°C .

TERMODINAMICA TÉCNICA – ANÁLISIS DE SISTEMAS CERRADOS

Determine:
a) el volumen del recipiente
b) la presión final
c) la transferencia de calor para este proceso.

TERMODINAMICATÉCNICA – ANÁLISIS DE SISTEMAS CERRADOS

Solución: La mitad de un recipiente rígido se llena con agua
líquida mientras la otra mitad está al vacío. Al quitar la división
el agua se expande y llena todoel recipiente mientras la
temperatura permanece constante. Se determinarán el volumen
del recipiente, la presión final y la transferencia de calor.

Suposiciones:
1) El sistema es estacionario, porlo tanto, los cambios de
energía cinética y potencial son cero, ΔEC=ΔEP=0 y ΔE=ΔU.
2) La dirección de transferencia de calor es hacia el
sistema(ganancia de calor, Q entrada). Un resultado negativopara Qentrada indica que la dirección supuesta es errónea, por
consiguiente, es una pérdida de calor.
3)Tenemos un recipiente rígido, así que no hay transferencia
de energía como trabajo de frontera
4)Latemperatura del agua permanece constante durante el
proceso
5) No hay trabajo electrico, de flecha o de alguna otra clase
TERMODINAMICA TÉCNICA – ANÁLISIS DE SISTEMAS CERRADOS

Análisis Se considerael contenido del recipiente, además
del espacio al vacío, como el sistema (Fig. 4-15), el cual es
cerrado porque ninguna masa cruza sus fronteras durante el
proceso. Se observa que el agua llena todoel recipiente
cuando se quita la división (posiblemente como mezcla de
líquido y vapor).

TERMODINAMICA TÉCNICA – ANÁLISIS DE SISTEMAS CERRADOS

a)

Al inicio el agua en el recipiente existe como...