termodinimica

Objetivo:
En grupos de cuatro (4) personas, desarrollar la siguiente actividad en CLASE.
Duración: 2-1/2 Hora.

1. Un globo esférico con un diámetro de 6 metros se llena con helio a 20 ◦C y 200Kpa. Determine el número de moles y la masa del helio en el globo utilizando la ecuación de gases ideales.

Datos:



Masa molar helio es 40kg/kmol (tabla A-1)

Hay que calcular el volumen delglobo. Nos dan el valor del diámetro, así que el radio es la mitad del diámetro. Entonces si el diámetro es 6 metros, el radio será 3m.
La fórmula para calcular el volumen de una esfera es  
 
Latemperatura sería 20º + 273 = 293K


Transformando a mol esas kmol, es 9,286 x 10"3 mol


En cuanto a la otra pregunta, la masa del helio: 9,286 x 10"3 mol x (1mol/4g) = 3,71 x 10"4 g


2. Untanque de 1 mᶟ que contiene aire a 25 ◦C y 500 Kpa se conecta, por medio de una válvula, a otro tanque que contiene 5 Kg de aire a 35◦C y 200 Kpa. Después se abre la válvula y se deja que todo elsistema alcance el equilibrio térmico de los alrededores que se encuentra a 20◦C. determine el volumen del segundo tanque y la presión final de equilibrio del aire.


Tanque A                           Tanque B






Tanque B









Tanque A







Volumen final del sistema



Masa final del sistema






Presión final del sistema









3. Determine el volumenespecífico del vapor de agua sobrecalentado a 10 Mpa y 400◦C, usando a) la ecuación de gases ideales, b) carta de compresibilidad generalizada y c) las tablas de vapor.

Solución

Datos:(Tabla A-1)

Ecuación de estado del gas ideal es



El volumen específico del vapor de agua sobrecalentado es de 0,0311 m3/kg en condiciones de gas ideal.

Ahora calcularemos el volumenespecífico del vapor de agua sobrecalentado en condiciones de gas no ideal usando el factor de corrección Z.
Para ello usaremos la ecuación para gases no ideales , para...