Mezcla de gases, gases-vapores y acondicionamiento de aire

Título de la tarea: Mezcla de gases, gases-vapores y acondicionamiento de aire.

Nombre Alumno: Francisco Javier Cornejo Cerda

Nombre Asignatura: Termodinámica

Instituto IACC

30 de marzo del 2020

Desarrollo

1. ¿Cuál es la diferencia entre aire seco y aire atmosférico?

El aire es un conjunto de diversos gases de mayor proporción el nitrógeno, oxigeno, argón, dióxido de carbono y el vapor de agua, con estos gases se encuentra el aire atmosférico, en cambio el aire seco no se encuentra con el vapor de agua.

1. Se tiene una mezcla de gases en la cual todos los componentes tiene la misma masa,

1. ¿Sería idénticas todas las fracciones másicas?

Para la fracción másica si la mezcla de gases cuenta con sus componente tiene la misma masa están debería ser igual las fracciones másicas. La fórmula para esto es mi la masa del componente dividido por mm que es la masa de la mezcla.

1. ¿Y qué sucede con las fracciones molares?

Las fracciones molares es la relación de los moles de un componente y la cantidad total de moles de la mezcla. En relación a moles moles esto dependedra de la suma de los moles de cada sustancia.

1. Una mezcla de gases consiste en 5 kg de O2 8 kg de N2 y 10 kg de CO2 . Determine

1. La fracción másica de cada componente.

La masa total de la mezcla seria 5 + 8 + 10 = 23

Fm02 =  = 0,21739[pic 1]

FmN2 =  = 0,3478[pic 2]

FmCO2 =  = 0,4347[pic 3]

Total de fracción másica 0,9998 = 1

1. La fracción molar de cada componente

Nm02 =  = 0,15625 [pic 4]

Nmn2 =  = 0,2857[pic 5]

NmCO2 =  = 0,2727[pic 6]

Por lo tanto la suma de total es de 0,71465

Con esto la fracción molar seria

y02 =  = 0,2186[pic 7]

yn2 =  = 0,3997[pic 8]

yCO2 =  = 0,3815[pic 9]

la suma de la fracción molar seria de 0,9998 = 1

1. La masa molar promedio y la constante del gas de la mezcla

Mm =  =  = 32,18 kg/kmol[pic 10][pic 11]

Rm =  =  = 0,2583 [pic 12][pic 13][pic 14]

1. Un recipiente rígido que contiene 2 kg de N2 a 25°C y 550 kPa está conectado a otro recipiente rígido que contiene 4 kg de O2 a 25° C y 150 kPa. Se abre la válvula que conecta los dos recipientes y se permite que los dos gases se mezclen. Si la temperatura final de la mezcla es de 25°C, determine el volumen de cada recipiente y la presión final de la mezcla.  

Pn2 = Vn2 = mn2 / Mn2 RT

550 * Vn2 = 2kg/0,28kg/mol * 8,314 kJ/kmol * 298 k

550 * Vn2 = 71,43 * 2477,77

550 * Vn2 = 176987

Vn2= 321,794

Po2 Vo2 = mo2 / Mo2 RT

150 * Vo2 = 4 /0,032 * 8,314 * 298

150 * Vo2 = 125 * 2477,57

150 * Vo2 = 309696,5

Vo2 = 2064,64

(pn2 * Vn2)/Nn2 =(Pf(Vn2 + Vo2))/ Nn2 + Nn2

(550 * 321,794)/ (2000/28) = Pf (321,794+2064,64)/(2000/28 + 4000/32)

176986,7 / 71,43 = Pf * 2386,4 / 196,43

2477,76 = Pf * 12,15

Pf = 203,93 kPa

1. Un recipiente contiene 21 kg de aire seco y 0,3 kg de vapor de agua a 30°C y 100 kPa de presión total.

Determine

1. La humedad especifica

W =  =   = 0,014 [pic 15][pic 16]

1. La humedad relativa

T = 30°C según tabla A-4 Pg = 4,24469

W = 0,622 (Pv/ P – Pv)

0,014 = 0,622 (Pv/100 – Pv)

0,014 / 0,622 = (Pv/100 – Pv)

Pv = 2,251 kPa

Pv/Pg = 2,251 / 4,2469 = 0,53 = 53%

1. El volumen del recipiente

Pv V = (mv/18)*RT

2,251 V = (0,3/18)* 8,314*303

2,251 V = 42,83

V = 42,83 / 2,251

V = 19,027 L

1. Una casa contiene aire a 25°C y 65 por ciento de humedad relativa. ¿Se condensará humedad en las superficies internas de las ventas cuando la temperatura de la venta baja a 10°C Argumento su respuesta incluye los cálculo realizados.

T = 25°C según tabla A-4 Pg = 3,1698 kPa

T = 10°C según table A-4 Pg = 1,2281 kPa

Para temperatura de 25°C

0,65 = Pv / Pg

Pv = 0,65 * 3,1698

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