Capítulo 3 Propiedades De Las Sustancias Puras

Capítulo 3 Propiedades de las sustancias puras

3-51. Un tanque Rígido de 2.5m³ contiene 15 Kg. de vapor húmedo de agua a 75ºC. Se calienta lentamente. Determine cual es la temperaturacuando el líquido del vapor húmedo se evapora por completo. También demuestre el proceso en un diagrama T-v.

Sistema Cerrado ( V y m = CTE) |
Estado #1Mezcla SaturadaT1= 75ºCm= 15KgV= 2.5m³| Estado #2Vapor SaturadoVsp1= Vsp2= .166 m³/KgT2= 187.08ºC |

Cálculos:

Vsp1= V/m = 2.5m³/15Kg
Vsp1= 166 m³/Kg

3-54. Un dispositivo de cilindro embolo contiene 0.1 m³ de agua liquida y0.9 m³ de vapor de agua en equilibrio a 800Kpa. Se transfiere calor a presión constante hasta que la temperatura es de 350ºC.
a) Temperatura inicial
b) Masa total del agua
c) Volumen finald) Diagrama T-v

Isobárico ( Presión = CTE) |
Estado #1Mezcla SaturadaP1= 800ºCVliq= 0.1m³Vvap= 0.9m³Vsp liquido= 0.001115 m³/KgVsp Vapor= 0.24035 m³/Kga) T1= 170.41ºC | Estado #2VaporSobrecalentadoT2= 350ºCP2= P1= 800Kpa |

Cálculos:

Vsp liquido = Vliq / m m= Vliq / Vsp liquidom liq= 0.1m³ / = 0.001115 m³/Kgm liq= 89.68 Kgm vap= 0.9m³ / 0.24035 m³/Kgm vap= 3.74 Kg | b) mtotal = 93.421 KgV2= (Vsp) (m)V2= (.35442 m³/Kg) (93.421 Kg)c) V2= 33.1 m³ |

3-56. Se deja enfriar vapor de agua sobrecalentado a 180 psia y 500ºF, a volumen constante, hasta que latemperatura baja hasta 250ºF. En el estado final, calcule

a) La presión
b) La calidad
c) La entalpía
d) Diagrama T-v

Isométrico ( V = CTE) |
Estado #1Vapor SobrecalentadoP = 180 psiaT= 500ºFVsp =3.042 ft³/ lbm | Estado #2Vsp2=Vsp1Vspf= .017 ft³/ lbmVspg= 13.81 ft³/ lbmhf= 218.61 Btu/Kghfg= 945.41 Btu/Kg.017 ≤ 3.042 ≤ 13.81Mezcla Saturadaa)P2= 29.84psia |

Cálculos:

X= (Vsp –Vspf) / (Vspg – Vspf)
X= (3.042 ft³/ lbm - .017 ft³/ lbm) / (13.81 ft³/ lbm - .017 ft³/ lbm) 
b) X= 21.9%

h= hf + hfg(x)
h= 218.61 Btu/lbm + 945.41 Btu/lbm (.219)
c) h= 425.65 Btu/lbm