Cuales son los Problemas de termodinamica

Problemas de Termodinámica II

(SVN) Prob. 6.43 Se tiene vapor (H2O) que experimenta un cambio desde un estado inicial a 450°C y 3000 kPa hasta uno final de 140°C y 235 kPa. Determine ΔH y ΔS:

1. A partir de los datos de las Tablas de Vapor
2. Mediante las ecuaciones para un gas ideal
3. Mediante correlaciones generalizadas apropiadas

(SVN) Prob. 6.54 Un flujo de gas etileno a 250°C y 3800 kPa se expande isoentrópicamente en una turbina hasta 120 kPa. Determine la temperatura del gas expandido y el trabajo producido si las propiedades de etileno se calculan por:

1. Ecuaciones de un gas ideal
2. Correlaciones generalizadas apropiadas

(SVN) Prob. 10.3 Una corriente de nitrógeno que fluye a la velocidad de 2 kg/s y otra corriente de hidrógeno que fluye a la velocidad de 0.5 kg/s se mezclan adiabáticamente en un proceso de flujo uniforme. Si se considera que los gases son ideales, ¿cuál es la velocidad de aumento de la entropía como resultado del proceso?

(SVN) Prob. 10.9 Estime la fugacidad del isobutileno como un gas:

1. a 280°C y 20 bar.
2. a 280°C y 100 bar.

(SVN) Prob. 10.27 El volumen molar (cm3/mol) de una mezcla líquida binaria a T y P está dada por:

                V = 120X1 + 70X2 + (15X1 + 8X2)X1X2

Para la T y P dadas,

1. Encuentre expresiones para los volúmenes molares parciales de las especies 1 y 2.
2. Demuestre que cuando estas expresiones se combinan de acuerdo con la ecuación (10.11), se recupera la ecuación dada para V
3. Demuestre que estas expresiones satisfacen la ecuación de Gibbs-Duhem

(SVN) Prob. 11.23 Para una solución acuosa al 50% en peso de H2SO4 a 140°F, ¿cuál es la entalpía en exceso HEX en BTU/lbm? ¿Cuál es la entalpía en exceso HiEX  para cada componente en la mezcla en BTU/lbm?

(SVN) Prob. 11.28 Una masa de 140 lbm de solución al 15% en peso de H2SO4 en agua a 160°F se mezcla a la presión atmosférica con 230 lbm de H2SO4 al 80% en peso a 100°F. Durante el proceso, una cantidad de calor de 20,000 BTU se transfiere del sistema. Determine la temperatura de la solución producto.

(SVN) Prob. 11.30 Se estrangula (pasar por una válvula) a 1 atm vapor saturado originalmente a 40 psia y se mezcla adiabáticamente con (y se condensa por) ácido sulfúrico al 45% en peso a 80°F, en un proceso de flujo que eleva la temperatura del ácido a 160°F. ¿Cuánto vapor se requiere para cada libra de masa del ácido que entra y cuá, es la concentración del ácido caliente?

(SVN) Prob. 11.37 Los líquidos siguientes, todos ellos a la presión atmosférica y 120°F, se mezclan: 25 lbm de agua pura, 40 lbm de ácido sulfúrico puro y 75 lbm de ácido sulfúrico al 25% en peso.

1. ¿Cuánto calor se libera si el mezclado es isotérmico a 120°F?
2. El proceso de mezclado se lleva a cabo en dos etapas: primero, se mezclan el ácido sulfúrico puro y la solución al 25%, y se extrae el calor total de la parte a); segundo se añade adiabáticamente el agua pura. ¿Cuál es la temperatura de la solución intermedia formada en la primera etapa?

(SVN) Prob. 10.34 Determine los grupos funcionales que componen los siguientes compuestos:

1. Acetona
2. Ciclohexano
3. Anilina
4. Diclorometano
5. Benceno
6. Disulfuro de carbono
7. n-Hexano
8. Cloroformo
9. Etanol
10. n-nonano

Ejercicios con UNIFAC Calcular el Hmezclado que se obtiene al combinar:

1. 1 mol de tolueno y 3 moles de fenol, ambos a 25C, para formar una mezcla a 25C.
2. 1 mol de tolueno y 1 mol de fenol, ambos a 25C, para formar una mezcla a 30C
3. La combinación de ambas mezclas para formar una tercera a 25C

Prob. de HABS Calcular las fracciones molar y másica de H2O en aire cuando el aire presenta una humedad relativa de 40% a 20°C. ¿A qué temperatura empezará a experimentar condensación?

Elliot 9.10. Un producto farmacéutico es cristalizado y lavado con etanol absoluto. Se va a secar un lote de 100 kg, que contiene 10% en peso de etanol, hasta 0.1% de etanol mediante el paso de 0.2 m3/min de nitrógeno a 50C a través del secador. Estimar la velocidad (mol/min) a la cual se remueve etanol de los cristales, suponiendo que etanol ejerce la misma presión de vapor como si fuera pura. Con base en lo anterior estimar el tiempo de residencia de los cristales en el secado. El secador opera a 0.1 Mpa y la presión de vapor del producto es despreciable.

(SVN) Prob. 12.1 Suponiendo que la Ley de Raoult sea válida, prepare un diagrama Pxy para una temperatura de 90°C y un diagrama txy para una presión de 90 kPa, para el sistema benceno(1)/etilbenceno(2).

(SVN) Prob. 12.8 (casi) El sistema cloroformo(1)/etanol(2) a 55°C no forma una solución ideal y se puede estimar los coeficientes de actividad con el UNIFAC calculator.

Las presiones de vapor del cloroformo y el etanol a 55°C son

        P1* = 82.37 kPa

        P2* = 37.31 kPa

Calcule Pburbuja a 55°C para las fracciones mol de la fase líquida de 0.25, 0.50 y 0.75.

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