termodinamica

1. Hidrógeno y nitrógeno se mezclan en un proceso adiabático de EEFE en la relación
2 kmol de hidrógeno por kmol de nitrógeno. El hidrógeno entra a 0.5 MPa, 20°C y
el nitrógeno entra a 0.5 MPa,200°C. La presión después de la mezcla es 0.49 MPa.
Determine la temperatura de la mezcla y el cambio neto de entropía por kmol de
mezcla.
Mezcla

Pm :=

0.49

TM :=

Estado 2H2
Estado 1H2NH2 :=

NN2 :=

Estado 2 N2

Estado 1N2

2

1
Propiedades :

P1H2 :=

0.5

P1N2 :=

0.5

T1H2 :=

20 + 273

T1N2 :=

200 + 273

CpN2m :=

Primera ley

1.045

MMN2 :=NH2⋅ h1H2 + NN2⋅ h1N2 = NH2⋅ h2H2 + NN2⋅ h2N2

CpH2m :=

MMH2 :=

28

kJ
kgK

14.4
2

CpN2 := CpN2m ⋅ MMN2
CpN2 =

kJ
kmolK

29.26

0 = NH2⋅ ( h2H2 − h1H2) + NN2⋅ ( h2N2 −h1N2)
CpH2 := CpH2m ⋅ MMH2

0 = NH2⋅ CpH2⋅ ( T2 − T1H2) + NN2⋅ CpN2⋅ ( T2 − T1N2)
CpH2 =
T2 :=

T2 =

28.8

NH2⋅ CpH2⋅ T1H2 + NN2⋅ CpN2⋅ T1N2
NH2⋅ CpH2 + NN2⋅ CpN2

kJ
kmolK

353.636másica

ΔStotal = ΔSH2 + ΔSN2 = mH2⋅ ( sm2H2 − sm1H2) + mN2⋅ ( sm2N2 − sm1N2)

sm2N2

ΔStotal = ΔSH2 + ΔSN2 = mH2⋅ ⎛CpH2m ⋅ ln⎛
⎜
⎜

T2 ⎞
⎟
⎝ T1H2 ⎠

⎝

− RH2⋅ ln⎛
⎜

P2H2 ⎞⎞
⎟⎟
⎝P1H2 ⎠⎠

+ mN2⋅ ⎛CpN2m ⋅ ln⎛
⎜
⎜

T2 ⎞
⎟
⎝ T1N2 ⎠

⎝

− RN2⋅ ln⎛
⎜

P2N2 ⎞⎞
⎟⎟
⎝ P1N2 ⎠⎠

molar

ΔStotal = ΔSH2 + ΔSN2 = NH2⋅ ( s2H2 − s1H2) + NN2⋅ ( s2N2 − s1N2)

s2N2

ΔStotal= ΔSH2 + ΔSN2 = NH2⋅ ⎛CpH2⋅ ln⎛
⎜
⎜

⎝

T2 ⎞
⎟
⎝ T1H2 ⎠

Pm = P2N2 + P2H2

− Ru ⋅ ln⎛
⎜

P2H2 ⎞⎞
⎟⎟
⎝ P1H2 ⎠⎠

kJoule
kgK

+ NN2⋅ ⎛CpN2⋅ ln⎛
⎜
⎜

⎝

T2 ⎞
⎟
⎝ T1N2 ⎠

−Ru ⋅ ln⎛
⎜

P2N2 ⎞⎞
⎟⎟
⎝ P1N2 ⎠⎠

kJoule
kmolK

T2 =

P2N2⋅ Vm
Ru ⋅ NN2

T2 =

P2N2
P2H2
=
NN2
NH2

P2H2⋅ Vm
Ru ⋅ NH2

NH2
=
NN2

P2N2 :=

Pm

3
P2N2 =

0.163P2H2 :=

2 ⋅ P2N2

P2H2 =

0.327

P2N2 + P2H2 =

Ru :=

8.314

ΔStotal := NH2⋅ ⎛CpH2⋅ ln⎛
⎜
⎜

⎝

ΔStotal =

18.704

0.49

T2 ⎞
⎟
⎝ T1H2 ⎠

− Ru ⋅ ln⎛
⎜

P2H2 ⎞⎞...