historia

Ejercicios tema 3

1. Un tanque rígido contiene 20 lbm de aire a 20 psi y 70ºF. Se agrega más aire al tanque hasta que la presión y la temperatura se elevan a 35 psi y 90ºF, respectivamente.Determine la cantidad de aire añadida al tanque.

Solución
Para determinar la cantidad de masa introducida bastará calcular la masa final y la inicial y restar una de otra, y utilizando la relaciónentre masa y densidad se obtiene: ∆m=m2 −m1 =V(ρ2 −ρ1) . Si aplicamos la ecuación de los agses
m nM PM
perfectos obtenemos: PV = nRT →ρ= = = siendo M la masa

V V RT
molecular del fluido.Así pues,
M P P 28.8x10−3 Kg  N N 
∆m = R (T22 − T11) = 8.31J mol  35x6895  m2 − 20x6895  m2 =1.115Kg

 273+32.2  K  273+ 21.1 K
mol·K  

2. Se comprime de formaisotérmica agua desde 1 ATA hasta 800 ATA. Si la compresibilidad isotérmica del agua es de 4.8x10-5 atm-1, ¿cuánto vale el cambio de densidad del agua?.

Solución
Para determinar el cambio de densidadhay que emplear la expresión del coeficiente de compresibilidad isotérmica del fluido.
1 ∂ρ 1 ∆ρ
En efecto, α=   →α=   →∆ρ=αρ∆P y sustituyendo tenemos:
ρ∂P T ρ∆P T
∆ρ=(4.8x10−5atm−1)(103 Kg 3)(799atm) = 38.4Kg / m3 m

3. Se introduce un tubo cuyo diámetro es de 0.03 pulgadas en queroseno a 68ºF. El ángulo de contacto con el tubo de vidrio es de 26º. Determínese el ascenso capilar.Solución
En primer lugar verificaremos la temperatura a la que se produce el ascenso
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capilar, que viene dada por: C = (F −32) = (68−32) = 20ºC , es decir a


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temperaturaestándar. Seguidamente, aplicamos la expresión para el ascenso capilar que es:
2σ 4σ (4)(0.028N /m) h = cosφ= cosφ= 3 2 −2 −2 cos26 = 0.019m ρgR ρgD (700Kg /m )(9.8m/ s )(3x10 x2.54x10 m)



donde losvalores de la tensión superficial y densidad los hemos buscado en las tablas.

4. Se quiere determinar la cantidad de reserva petrolífera de un depósito subterráneo de 2 Ha de superficie,...