Ejercicios termodinamica

Problema nº3: En el interior de un recipiente, del tipo cilindro émbolo, se tiene inicialmente una
mezcla, líquido-gas, de freón 12 a T= 0ºC. El volumen degas es 50 veces mayor que el volumen de
líquido y el volumen total es de 0.5m3. Posteriormente se abre una válvula para que ingrese freón
desde una línea a320kPa y 20ºC. Esta válvula permanece abierta hasta que finalmente se evapora
todo el freón. Determine.
a) La masa que ingresa al recipiente
b) La cantidad detrabajo ¿Absorbido o rechazado por el sistema?
c) La cantidad de calor ¿Absorbida o rechazada por el sistema?

320kPa
20ºC

aislado

Estado 1
T1 := 0Vt := 0.5 en m3

Estado 2

ve := 0.05852
Vf1 :=

Vf1 = 0.0098

Estado e

Vt

he := 200.3

51
x2 := 1

Vg1 := Vt − Vf1
Vg1 = 0.49
P1 :=308.61
P2 := P1

vf1 := 0.0007159
vg1 := 0.05539 en m3/kg

v2 := vg1

uf1 := 35.83

v2 = 0.055

ug1 := 170.44
mf1 :=

Vf1
vf1
Vg1

mg1 :=vg1

u2 := ug1
mf1 = 13.695
mg1 = 8.85

u2 = 170.44
en kg

m1 := mf1 + mg1
m1 = 22.544
x1 :=

mg1
u1 := x1⋅ ( ug1 − uf1) + uf1

m1

x1 = 0.393continuidad

v1 := x1⋅ ( vg1 − vf1) + vf1

u1 = 88.672

v1 = 0.022

en kJ/kg

m1 + me = m2
m2 := m1⋅

Energía m1 u1 + me he - W = m2 u2
m1 u1 +me he - P1 (m2 v2 - m1 v1) = m2 u2
m1 u1 + (m2-m1) he - P1 (m2 v2 - m1 v1) = m2 u2
m2=m1 (u1-he+P1 v1) / (u2+P2 v2-he)
a ) me=

W := P1⋅ ( m2⋅ v2 − m1⋅v1)

( u2 + P2⋅ v2 − he)
m1 = 22.544
en kg
m2 = 185.044

m2 − m1 = 162.5

b)W

( u1 − he + P1⋅ v1)

W = 3008.827

en kJoule

c ) Q=0