Termodinamica

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

TALLER # 1

SUSTANCIAS PURAS, PROCESOS DE CAMBO DE FASE, DIAGRAMAS DE PROPIEDADES

SOLUCIONARIO DE CENGEL 6 EDICIÓN

1. Si, porque una mezcla de dos o más fases de una sustancia pura sigue siendo una sustancia pura, siempre que la composición de las fases sea la misma y pues la composición de la fase de propano es la misma.

2. Un líquido que está a punto de vaporizar es líquido saturado, de lo contrario se comprime líquido.

Un vapor que está a punto de condensación está saturado de vapor, de lo contrario se vapor sobrecalentado.

3. En el punto crítico del líquido saturado y el vapor saturado estados son idénticos. En el punto triple de las tres fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio.

4. TABLA

5. Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene R-134a en un estado especificado. El calor se transfiere a R-134a. La final presión, el cambio de volumen del cilindro, y el cambio de entalpía se han de determinar.

Análisis (a) La presión final es igual a la presión inicial, que se determina a partir

(b) El volumen específico y la entalpía de R-134a en el estado inicial de 90,4 kPa y -10 ° C y en la última Estado de 90,4 kPa y 15 ° C son (de EES)

v1 = 0.2302 m3/kg h1 = 247.76 kJ/kg

v 2 = 0.2544 m3/kg h2 = 268.16 kJ/kg

El volúmen inicial y final y el cambio son:

(c) El cambio de entalpía total se determina a partir de

6. [También resuelto por EES en CD adjunto] Un dispositivo cilindro-émbolo contiene un líquido saturado y vapor mezcla de agua a presión 800 kPa. La mezcla se calienta a presión constante hasta que la temperatura se eleva a 350 ° C. La temperatura inicial, la masa total de agua, el volumen final se han de determinar, y la Pv diagrama es de ser dibujado.

Análisis (a) inicialmente dos fases coexisten en equilibrio, con lo que tenemos un saturada de mezcla de líquido-vapor.

Después, la temperatura en el tanque debe ser la temperatura de saturación en la presión especificada,

(b) La masa total en este caso se puede determinar fácilmente mediante la adición de la masa de cada fase,

(c) En el estado final del agua es vapor sobrecalentado, y su volumen específico

entonces,

7. Un dispositivo de pistón-cilindro que se llena con R-134a se calienta. El cambio de volumen se determina.

Análisis El volumen específico inicial es

y el volumen inicial es

En el estado final, tenemos

El cambio de volumen es luego

8. Un recipiente rígido que contiene helio se calienta. La temperatura de Chang se va a determinar.

Supuestos En determinadas condiciones, el helio se comporta como un gas ideal.

Propiedades de la constante del gas de helio es R = 2,0769 kJ / kg ⋅ K (Tabla A-1).

Análisis De acuerdo con la ecuación de los gases ideales del estado, la temperatura inicial es

Puesto que el volumen específico se mantiene constante, la ecuación del gas ideal da

El cambio de temperatura es luego

9. Dos tanques rígidos conectados por una válvula a la otra contienen aire en las condiciones especificadas. El volumen de el segundo tanque y la presión de equilibrio final cuando se abre la válvula se han de determinar.

Supuestos En determinadas condiciones, el aire se comporta como un gas ideal.

Propiedades de la constante de gas del aire es R = 0,287 kPa.m3/kg.K (Tabla A-1).

Análisis Llamemos a la primera y segunda de los tanques A y B. El tratamiento de aire como un gas ideal, el volumen de el segundo tanque y la masa de aire en el tanque primero se determina que

Por lo tanto,

A continuación, la presión de equilibrio final se convierte

10. El volumen específico del gas nitrógeno se determina usando la relación de los gases ideales y la compresibilidad gráfico. Los errores implicados en estos dos enfoques son también a determinar.

Propiedades de la constante del gas, la presión crítica, y la temperatura crítica de nitrógeno son, de la Tabla A-1,

Análisis (a) A partir de la ecuación de los gases ideales de Estado,

(b) A partir de la gráfica de compresibilidad (Fig. A-15),

Por lo tanto,

11. El vapor de agua se calienta a presión constante. La temperatura final se determinará utilizando gas ideal ecuación, la compresibilidad gráficos, y las tablas de vapor.

Propiedades de la constante del gas, la presión crítica, y la temperatura crítica del agua son, de la Tabla A-1,

Análisis (a) A partir de la ecuación del gas ideal,

(b) la presión del vapor es

En la carta de compresibilidad en el estado inicial (Fig. A-15),

En el estado final,

Por lo tanto,

(c) En la tabla de vapor sobrecalentado,

12. El metano se calienta a presión constante. La temperatura final se determinará utilizando gas ideal ecuación y las cartas de compresibilidad.

Propiedades de la constante del gas, la presión crítica, y la temperatura crítica del metano son, de la Tabla

A-1,

Análisis De la ecuación de los gases ideales,

En la carta de compresibilidad en el estado inicial (Fig. A-15),

En el estado final,

Por lo tanto,

De

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