Termodinamica de gases y vapores

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA
MECANICA Y ELECTRICA

TERMODINAMICA DE GASES Y VAPORES
ASESORIA ORDINARIA

MC. DIANA COBOS ZALETA.

MARIO ROSALES AGUILAR

MATRICULA 1468192

DIA: SABADO HORA: V1-V3
21 de abril de 2012

Definición de un gas.
Se conoce como gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio.Principalmente está compuesto por moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción entre sí que es lo que hace que no tengan forma y volumen definido, lo que ocurrirá es que este se expandirá y ocupará todo el volumen del recipiente que lo contiene.
Definición de vapor.
Aunque generalmente al gas suele utilizárselo como sinónimo de vapor, esto solo ocurre con aquel gas que puedecondensarse o presurizarse si se somete a una temperatura constante.
A diferencia de los sólidos que ostentan una forma bien definida y difícil de comprimir y de los líquidos que fluyen y fluyen, los gases se expanden libremente como bien decíamos más arriba y su densidad es muchísimo menor a la de los líquidos y sólidos.
Ejemplos de sustancias puras.
* Vapor de agua
* CO2
* He
*Aire
* R -134a
Fases .

Liquido comprimido.
Liquido saturado (subíndice f)
Mezcla saturada.
Vapor.
Vapor sobrecalentado.

Si la sustancia pura está en fase de vapor sobrecalentado podría ser un gas.
Ejemplo:

Agua.
P= 200 kpa.
T= 50°c
Fase: liquido comprimido.

Vapor agua.

T = 500°c
P = 100 Kpa
V = ?

Ecuancion del gas ideal.

PV = m R gas T

V = v/m

Pv = RgasT
m

PV = Rgas T

V = Rgas T = ( 0.4615 kj/kg.k)(773 k) = 3.5673 /kg (valor teorico)
P 100 Kpa

Error = (valor exacto – valor aproximado) X 100 = -0.05 %
Valor exacto.

Ecuaciones.

Conociendo el gas . Pv = m Rgas T absoluta I
Pv = Rgas TII
PV = N Ru T III

M = masa molar = 28.97 kg/kmol = m/N
PvI = PV III

m Rgas T = N Ru T

m Rgas = N Ru

m/N = Ru/Rgas

M = Ru/Rgas

Rgas = Ru/M tabla A-1 ó tabla periodica.

Z. factor de compresibilidad
Ecuación de estado de gas ideal.

Pv = z m Rgas T
z= (.99, .98, 1,1.01, 1.02)

Ecuación de estado de gas real.
I
Pv = z Rgas T
z ≠ 1

PR = P/Pcr = ( 0.1 MPa) /( 22.06Kpa) = 4.5x10-3 = 0.0045
TR = T/Tcr = (723k)/(647.1k) = 1.11
Si es un gas ideal z=1.0
R-134a

T = 180°c
V = 0.021456 m3 /kg
P = ?
a) Ecuación de gas ideal.
b) Z =?
c) Tablas
d) Error en cada caso.

a) Pv = m RR-134a T
P = RR-134a T /v =(0.08149kj/kg.k)(453k) / (0.02456m3/kg) = 17

b) vr = V / R (Tcr/Pcr)

Vr = (0.021456m3/kg) / (0.08149 kj/kg) ( 374.2 k / 4059Kpa) = 2.85

Tr = T/Tcr = (180+273)k / (374.2)k = 1.21

P = 0.38
PR = PR Pcr
P = (0.38)(4059 Kpa) = 1542.42 KPa.

Z= 0.92
Z≠1 no es gas ideal.
PV = z Rgas T
P = z Rgas T / V
P = (0.92)(1720.49KPa) = 1582.4 KPa

c) p = 1.6 Mpa
T = 180 V = 0.021456
Ptabla = 1600 KPa.

d) Error.
a) [(1600 -1720.49) /(1600)] x 100 = 7.5%
b) [(1600 -1542.42) /(1600)] x 100 = 3.59%
c) [(1600 -1600) /(1600)] x 100 = 0%



Una diferencial inexacta es una función matematia cuyo valor ya no depende exclusivamente de los valores iniciales y finales de sus variable si no que además depende del cambio no seguido para producir estos cambios envalores de las variables.

Para determinar si una diferencial es exacta o inexacta se aplica el criterio de Euler. cualquier diferencial independientemente de su exactitud o no puede ser escrita como.

dф= M(x,y)dx + N(x,y)dy.

Proceso reversible (ideal) proceso que se puede invertir sin dejar ningún rastro en los alrededores.
Proceso irreversible (real) proceso quemodifica el...