Examen De Termodinamica 1 Esiquie Segundo Departamental

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
“ESCUELA SUPERIOR DE INDUSTRIA QUÍMICAS E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS”

TRABAJO: EXAMEN TIPO A

MATERIA: TERMODINÁMICA BÁSICA



Fecha del examen: 17-10-12
Fecha de entrega: 5-11-12

Segundo departamental
Termodinámica básica
Examen tipo (a)

1. 16 kilogramos de oxigeno se somete a la serie de procesos que se muestran en el diagrama (p-t)
Determina:A) El nombre completo de cada proceso
B) Los valores de las propiedades pvt de cada punto o estado
C) La representación de los procesos en el diagrama (p-v)
D) Los valores q, w, ∆u y ∆h para cada proceso

A)
1.- compresión isotérmica
2.-enfriamiento isocorico
3.-calentamiento isobárico
B)
Punto | Presión (bar) | Volumen (m3) | Temperatura (k) | N (kmol) |
1 | 20 | 1.6| 769.786 | 0.5 |
2 | 40 | 0.8 | 769.786 | 0.5 |
3 | 20 | 0.8 | 384.8945 | 0.5 |

Ecuaciones
1. P1V1=P2V2
2. P2T2=P3T3
3. V3T3=V1T1
4. PV=nRT

1) n=mM=16Kg32KgKmol=0.5Kmol
2) P=nRTV=0.5Kmol0.08314bar m3Kmol K769.786K0.8m3=40bar
3) calculo V1 con ecuación 1
P1V1=P2V2 V1=P2P1V2=40 bar20 bar0.8m3=1.6m3
4) V3T3=V1T1T3=T1V3V1=769.786K0.8m31.6m3=384.8945K
C)

D)
| ∆u | ∆h | Q | W |
| Kj | Kj | Kj | Kj |
1-2 | 0 | 0 | +2218.07 | -2218.07 |
2-3 | -4000 | -5600 | 0 | -4000 |
3-1 | +4000 | +5600 | -1600 | +5600 |
Ciclo | 0 | 0 | 614.33 | -614.33 |

w=nRT LnP1P2=0.58.314769.786Ln2040=2218.07
∆u=0.520.785384.8945=4000
∆h=∆u δ=4000*1.4=5600

2. En la figura se muestra dos recipientes rígidos, (a) y (b).se abre laválvula que conecta los dos recipientes y se permite que los gases se mezclen. Si la temperatura final de la mezcla es 25°c, determinar:
a) La masa del oxigeno en (b)
b) El volumen del recipiente (a) en m3
c) La presión final de la mezcla, bar
d) El peso molecular promedio de la mezcla
e) La masa del oxigeno que debe ser retirada para que quede una mezcla con un pesomolecular promedio igual a 28.84kg/kmol
f) La presión después de retirar oxigeno, considerando que la temperatura se mantiene constante
g) La presión parcial del oxigeno en la mezcla final
h) El volumen parcial del nitrógeno en la mezcla final
A) mb=PB VBRTB=mo2=500kPa0.4648m3(32kgkmol)8.314Pam3kmolk(298.15k)=3kg
B)va=mARTMo2PA=1kg8.314Pam3molk(298.15k)28kgkmol(300kPa)=0.2950m3
C) pt=nTRTVT=0.1294kmol8.314KPam3Kmolk298.15k0.7598m3=422.1626kpa
D) mt=ma+mb=1kg+3kg=4kg
No. | Comp | mi Kg | Mi Kg/kmol | Pi
Kpa | Yi =ni/nt | (yi)(Mi) | Fm=mi/mT | Ni
Kmol |
1 | N2 | 1 | 28 | 300 | 0.2757 | 7.7196 | .25 | 0.0357 |
2 | O2 | 3 | 32 | 500 | 0.7242 | 23.1744 | .75 | 0.09375 |
| total | 4kg | 28.84 | 800 | 1.00 | 30.894 | 1 |0.12945 |







3. De los procesos que se muestran en cada uno de los diagramas, indicar:
A) procesos que obedecen la ley boyle (b), (f), (i) isotérmico
B) proceso que obedece la ley de charles (a), (e), (g) isobárico
C) proceso que obedece la ley de gay lussac (e), (d), (h) isocorico
D) procesos que representan una compresión isotérmica (-), (f), (i) comiso.
E)procesos que representan un calentamiento isocorico (-), (d), (-) calentamiento isocorico
p t f p
c gb e d h i
a

v...