Termodinamica

Unidad V
Ejemplos:

► El medidor de presión de un recipiente de 2,5 m3 con oxígeno indica 500 kPa. Determine la cantidad de oxígeno en el recipiente si la temperatura es de 28 oC y la presiónatmoferica de 97 kPa.
Solución:
Datos:
V = 2,5 m3
P = 500 kPa (presión manometrica)
T = 28 oC + 273 = 301 K
Patm = 97 kPa
ROxig = 0,2598 kPa.m3/kg.K (Obtenido de latabla A-1)

La ecuación de estado de un gas ideal es PV = mRT, se nos pide calcular la masa de oxígeno por lo tanto [pic]la presión debe ser la presión absoluta por lo que:
Pabs = Pman + Patm = 500kPa + 97 kPa = 597 kPa, calculamos [pic] [pic] de oxígeno

► Se llena un globo con metano (CH4) a 20 oC y un bar hasta que el volumen es de 26,4 m3. Determine el volumen, en m3, si el globo seeleva hasta una altura en la que su estado es de 0,84 bar y 0 oC.
Solución:
Datos:
Estado 1:
T1 = 20 oC + 273 = 293 K
P1 = 1 bar (100 kPa/bar) = 100 kPa.
V1 =26,4 m3
Estado 2:
T2 = 0 oC + 273 = 273 K
P2 = 0,84 bar (100 kPa/bar) = 84 kPa
V2 = ?
El cambio de estado se realiza a masa constante, si la ecuación deestado de un gas ideal es PV = mRT, tenemos pues que para el estado 1 [pic] y para el estado 2 [pic] como m1 = m2 nos queda que: [pic]
V2 = 29,28 m3 de CH4

► Determine el volumen especifico delvapor de agua sobrecalentado a 10MPa y 400 oC usando:
a) La ecuación del gas ideal.
b) La grafica de compresibilidad generalizada.
Compare estos resultados con el valor tabulado para v en lastablas de vapor sobrecalentado a la presión y temperatura dada.
Solución:
Datos:
T = 400 oC + 273 = 673 K
P = 10 MPa ( 1000 kPa/MPa) = 10000 kPa
Ragua =0,4615 kPa.m3/kg.K (Tabla A-1)

a) Ecuacion de estado del gas ideal es Pv = RT (
[pic]
El volumen específico del vapor de agua sobrecalentado es de 0,0311 m3/kg en condiciones de gas...