Universidad Central de Venezuela FECHA DE ENTREGA: 04 DE MAYO DE 2012Termodinámica para ingenieros químicos. Sem 1-12

TAREA 2. SECCIÓN 01

1. Se someten 10lbm de un gas, inicialmente a 100psia y 40pies3, a los siguientes procesos consecutivos:

i) Etapa isocórica hasta 300psiaii) Expansión isobárica hasta un punto en el cual arranca la siguiente etapaiii) Etapa isocórica hasta 100psiaiv) Se cierra el ciclo con una trayectoria isobárica

Si el trabajo total realizado para que el gas recorra el ciclo es de 1652,9BTU/lbm, se pide:

a) El volumen final de la segunda trayectoria.b) El trabajo de cada etapa.c) Represente el ciclo en un diagrama P-v e indique el cuál es el área que representa

el trabajo realizado en el proceso.

2. Un kilogramo de vapor de agua, a 200 kPa, llena el compartimiento izquierdo de 1.1989 𝑚𝑚3 de volumen de un sistema dividido, como el que se ve en la figura. El volumen de la cámara derecha es el doble que en la izquierda, y al principio ha sido evacuada. Determine la presión del agua cuando se haya eliminado la división, y se haya transferido calor necesario para que la temperatura del agua sea 3°C.

3. Un tanque A de 400 L contiene gas argón a 250 kPa y 30°C. El cilindro B inicialmente vacio, tiene un pistón sin fricción, y su masa es tal que se requiere una presión de 150 kPa para elevarlo. Se abre la válvula y el argón fluye hacia el cilindro hasta que se alcanza los 150 kPa y 30°C en todo el sistema. Calcule el trabajo hecho por el argón.

4. Un cilindro de 0,1m3 con nitrógeno tenía originalmente una presión de 17.25MPa y una temperatura de 20ºC. El gas se consume gradualmente hasta que la presión es de 2.75MPa,y la temperatura permanece a 20ºC. ¿Qué masa de nitrógeno ha sido extraída del cilindro? Emplee el diagrama de compresibilidad, la ecuación del gas ideal y la ecuación de Van der Waals, compare los valores obtenidos e indique cual de los métodos representa una mejor aproximación a la realidad y por qué.

PROF. ALEJANDRA MEZA