Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 3
Cuando se tienen P y v o T y v en lugar de P y T, es posible utilizar la carta
de compresibilidad generalizada incluso para determinar la tercera propiedad,
pero se requeriría el tedioso procedimiento de prueba y error. Por lo tanto, es
necesario definir otra propiedad reducida llamada volumen específico pseudorreducido
v R como
v R
v actual
RT cr >P cr
(3-21)
P
P R = Pcr
v
v R =
RTcr /P cr
Z =…
(Fig. A-15)
Observe que v R se define de modo diferente que P R y T R , y que se relaciona
con T cr y P cr en lugar de v cr . Las líneas de v R constante se agregan también
a la carta de compresibilidad, lo cual permite determinar T o P sin tener que
recurrir a repetidas iteraciones (Fig. 3-52).
EJEMPLO 3-12 Uso de carta de compresibilidad generalizada
para determinar la presión
FIGURA 3-52
El factor de compresibilidad se puede
determinar también de valores conocidos
de P R y v R .
Determine la presión del vapor de agua a 600 °F y 0.51431 pie 3 /lbm con a)
las tablas de vapor, b) la ecuación del gas ideal y c) la carta de compresibilidad
generalizada.
Solución Se determinará la presión del vapor de agua en tres formas distintas.
Análisis En la figura 3-53 se presenta un bosquejo del sistema. La constante
del gas, la presión crítica y la temperatura crítica del vapor de agua se determinan
de la tabla A-1E como
R 0.5956 psia # pie 3 >lbm # R
P cr 3 200 psia
T cr 1 164.8 R
a) La presión en el estado especificado se determina de la tabla A-6E como
v 0.51431 pie 3 >lbm
f P 1 000 psia
T 600 °F
Éste es el valor determinado de forma experimental y, por lo tanto, el más
preciso.
H 2 O
T = 600 °F
v = 0.51431 ft 3 /lbm
P = ?
FIGURA 3-53
Esquema para el ejemplo 3-12.
b) La presión del vapor de agua suponiendo que es un gas ideal se determina
de la relación del gas ideal como
P RT
v 10.5956 psi a # pie 3 >lbm # R211 060 R2
1 228 psia
0.51431 pie 3 >lbm
Por lo tanto, considerar al vapor de agua como un gas ideal produciría un
error de (1 228 1 000)/1 000 0.228 o 22.8 por ciento en este caso.
c) Para determinar el factor de corrección Z de la carta de compresibilidad
(Fig. A-15) se necesita calcular primero el volumen específico pseudorreducido
y la temperatura reducida:
v actua l 10.51431 pie 3 >lbm2 13 200 psia2
v R
2.372
RT cr >P cr 10.5956 psi a # pie 3 >lbm # R211 164.8 R2
T R T
∂ P
1 060 R
R 0.33
T cr 1 164.8 R 0.91