Termodinamica

Ejercicios de Termodinámica
1. Cuál es la masa de aire contenida en un salón de dimensiones en metros de 6*9*3,5 si la presión es de 1,035 Kg f/cm2 y la temperatura de 278 grados Celsius? Suponga que el aire es un gas ideal.
m =?.
PM: 28,96 gr masagr mol
P= 1,033 Kg.fcm2
T= 27 0C = 300 0K.
V=189 m3.1000lt1m3=189.000lt
1,033Kg.fcm2 1atm1,033Kg.fcm2=1 atm
P.V=mPM.RT
m=P.V*PMRT= 1atm189 lt 28.96gr masagr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K=222804 gm
=222804 gr.m 1 kg .m1000 gr.m=222.804Kg.m

2. Un tanque tiene un volumen de 15 ft3 y contiene 20 lb.m de un gas ideal que tiene un peso molecular de 24 lb.m /lb.mol. La temperatura es de 80 0F. Determine la presión.
P.V=n .R.T
n=mPM
P.V=mPM .R.T
P=m.R.TPM.V
80 0F=672.60K
0R= 459,7 + 800F=3590R.
P= 20lb.m0.7303atm.ft3 lb.mol.°K539,7 °R24 lb.mlb.mol15ft3=21.89 atm
P=21,8
P=21.89atm14.7lb.finch2 1atm12 inch21ft2= 46336,7 lb.f/ft2
3. En un diagrama de presión contra volumen dibuje la trayectoria para la expansión isotérmica dos moles de un gas ideal que se encuentra a 25 0C y 75 KPa si en este proceso la presión se reduce en un 40%.

T= 25 0C + 273=298°K

P | % | P | Volumen | n | R| T (°K) |
0,74 | | 0,740 | 66,043 | 2 | 0,082 | 298 |
0,74 | 0,2 | 0,592 | 82,554 | 2 | 0,082 | 298 |
0,74 | 0,3 | 0,518 | 94,347 | 2 | 0,082 | 298 |
0,74 | 0,4 | 0,444 | 110,072 | 2 | 0,082 | 298 |

75 KPa 1000Pa1 KPa1 atm1,033 x 105Pa=0.74 atm
0,74 atm * 0,4=0,444
0,74 atm * 0,3=0,518
0,74 atm * 0,2=0,592
P.V=n .R.T
V=n.R.TP
V1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K0,74atm=66,04 lt
V2= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K0,592 atm=82,554 lt
V3= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K0,518atm=94,347 lt
V4= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K0,444 atm=110,072 lt

4. En un diagrama PV trace para cada uno de los siguientes procesos qué ocurre en forma sucesiva en un sistema cerrado consistente en 2 moles de aire a condiciones estándar de presión.
Proceso 1:isobárico hasta duplicar la temperatura inicial. (Presión kte)

P | Volumen | n | R | T (°K) |
1 | 44,772 | 2 | 0,082 | 273 |
1 | 57,400 | 2 | 0,082 | 350 |
1 | 73,800 | 2 | 0,082 | 450 |
1 | 89,544 | 2 | 0,082 | 546 |

P.V=n .R.T
V=n.R.TP
V1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K1 atm=44,772 lt
V2= 2gr- mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K1 atm=57,400lt
V3= 2 gr-mol0,082atm.ltgr-mol.0K298 °K1 atm=73,80 lt
V4= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K298 °K1 atm=89,544 lt

Proceso 2: isotérmico hasta triplicar el volumen del estado inicial. (Temp. kte)
P | Volumen | n | R | T (°K) |
1,00 | 44,772 | 2 | 0,082 | 273 |
0,67 | 67,16 | 2 | 0,082 | 273 |
0,40 | 111,93 | 2 | 0,082 | 273 |
0,33 | 134,32 | 2 | 0,082 | 273 |
P.V=n .R.T
P=n .R.TV
P1= 2 gr-mol0,082atm.ltgr-mol.0K273 °K44,77 lt=1 atm
P2= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K273 °K67,16 lt=0,67 atm
P3= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K273 °K111,93 lt=O,40 atm
P1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.0K273 °K134,32 lt=0,33 atm

Proceso 3: isocórico hasta reducir la temperatura al valor del estado inicial (Vol. kte)
P | Volumen | n | R | T (°K) |
1,00 | 44,77 | 2 | 0,082 | 273 |
1,28 | 44,77 | 2 | 0,082 | 350 |1,65 | 44,77 | 2 | 0,082 | 450 |
2,00 | 44,77 | 2 | 0,082 | 546 |

P.V=n .R.T
P=n .R.TV
P1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K44,77lt=1 atm
P2= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K44,77lt=1,28 atm
P3= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K111,93 lt=1,65 atm
P1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K134,32 lt=2,00 atm

Proceso 3: isotérmico hasta reducir el volumen al valor inicial (Temp.kte)
P | Volumen | n | R | T (°K) |
1,00 | 44,77 | 2 | 0,082 | 273 |
0,78 | 57,400 | 2 | 0,082 | 273 |
0,61 | 73,800 | 2 | 0,082 | 273 |
0,50 | 89,544 | 2 | 0,082 | 273 |

P.V=n .R.T
P=n .R.TV
P1= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K44,77lt=1 atm
P2= 2 gr-mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K57,40lt=0,78 atm
P3= 2gr- mol0,082 atm.ltgr-mol.°K273 °K73,80 lt=0,61 atm
P1= 2 gr-mol0,082...