Estrangulamiento De Un Gas

Estrangulamiento de un gas, proceso adiabático permanente (gas fluyendo a través de una válvula u otra restricción)
En la figura (13) se muestra un ducto con un gas que fluye en la dirección de lasflechas y que pasa a través de una válvula. Deseamos saber la relación entre las propiedades agua-sarriba de la válvula, denotado con el sibíndice "1" y las propiedades aguas-abajo denotas por elsubíndice "2".
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Figure 13: Proceso adiabático y permanente de un gas que pasa a través de una válvula. |
Para analizar esta situación, comencemos por definir el sistema como una unidad de masa degas en los siguientes dos estados (se debe tener en mente que la correcta elección del sistema es crítico para solucionar de manera eficaz el problema). En el estado inicial el gas está inicialmenteaguas-arriba de la válvula y apenas a través de ésta. En el estado final el gas está aguas-abajo de la válvula y apenas a través de ésta. Las figuras a la izquierda del figura () muestran laconfiguración del gas antedicha En términos de comportamiento del sistema, podemos sustituir el flujo de fluido del sistema por dos pistones que ejercen la misma presión que el fluido ejerce, como se indica enla figura ().
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Figure 14: Equivalncencia del sistema mediante pistones |
El proceso es adiabático, y considerando que los cambios en la energía potencial y cinética son insignificantes,podemos escribir la primera ley como:
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y tratándose de un proceso reversible podemos escribir:
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tal que
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Es decir, el estado inicial y el estado final delsistema tienen el mismo valor que la cantidad Para el caso estudiado ya que nos ocupamos en un análisis por unidad de masas, el valor es Esta cantidad es definida como "Entalpía" y se denota generalmentepor "" y en términos de propiedades específicas, la entalpía por unidad de masa es
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La entalpía es una función de estado del sistema y H presenta unidades de energía como Joules o bien...