Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 3
gas. Posteriormente se quita la separación, y el gas se expande
para llenar todo el recipiente. Por último, se aplica calor al gas
hasta que la presión es igual a la presión inicial. Determine la
temperatura final del gas. Respuesta: 3 327 °C.
Gas ideal
927 °C
V 1
Al vacío
2V 1
FIGURA P3-81
3-82 0.6 kg de argón llenan un dispositivo de cilindro-émbolo,
a 550 kPa. Se mueven el émbolo cambiando sus cargas,
hasta que el volumen es el doble de su magnitud inicial.
Durante este proceso, la temperatura del argón se mantiene
constante. Calcule la presión final en el dispositivo.
3-83 La presión en un neumático de automóvil depende de
la temperatura del aire que contiene. Cuando esa temperatura
es 25 °C, el medidor indica 210 kPa. Si el volumen del neumático
es 0.025 m 3 , determine el aumento de presión en su
interior, cuando la temperatura sube a 50 °C. Calcule también
la cantidad de aire que se debe purgar para que, manteniendo la
temperatura a 50 °C, la presión regrese a su valor original.
Suponga que la presión atmosférica es 100 kPa.
Factor de compresibilidad
FIGURA P3-83
V = 0.025 m 3
T = 25 °C
P g = 210 kPa
AIRE
3-84C ¿Cuál es el significado físico del factor de compresibilidad
Z?
3-85C ¿Cuál es el principio de los estados correspondientes?
3-86C ¿Cómo se definen presión reducida y temperatura reducida?
3-87 Determine el volumen específico de vapor de agua
sobrecalentado a 15 MPa y 350 °C, mediante a) la ecuación
del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada y c)
las tablas de vapor. Determine también el error cometido en
los dos primeros casos.
Respuestas: a) 0.01917 m 3 /kg, 67.0 por ciento; b) 0.01246 m 3 /kg,
8.5 por ciento; c) 0.01148 m 3 /kg
3-88 Regrese al problema 3-87. Resuelva el problema
usando la función de compresibilidad generalizada
en el programa EES. También use EES para comparar el
volumen específico del agua para los tres casos, a 15 MPa, en
el intervalo de temperaturas de 350 a 600 °C, en intervalos de
25 °C. Trace la gráfica de error porcentual en la aproximación
del gas ideal en función de la temperatura, y describa los
resultados.
3-89 Calcule el volumen específico del vapor de refrigerante
134a a 0.9 MPa y 70 °C, con base en a) la ecuación del gas
ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada y c) datos de
tablas. Determine también el error cometido en los dos primeros
casos.
3-90 Calcule el volumen específico de vapor de agua sobrecalentado
a 3.5 MPa y 450 °C, de acuerdo con a) la ecuación
del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada, y c)
las tablas de vapor. Determine el error que se comete en los
dos primeros casos.
3-91E Se va a calentar etano en un recipiente rígido, desde
80 psia y 100 °F hasta que su temperatura sea 540 °F. ¿Cuál
es la presión final del etano, determinada con la carta de compresibilidad?
3-92 Se calienta etileno a presión constante, de 5 MPa y 20 °C,
hasta 200 °C. Use la carta de compresibilidad para determinar
el cambio en el volumen específico del etileno, resultado de
este calentamiento. Respuesta: 0.0172 m 3 /kg
3-93 Se calienta vapor de agua saturado a presión constante,
desde 350 °C hasta que su volumen aumenta al doble. Determine
la temperatura final, con la ecuación del gas ideal, la
carta de compresibilidad y las tablas de vapor.
3-94E Se calienta vapor de agua saturado a 400 °F, a presión
constante, hasta que su volumen aumenta al doble. Calcule
la temperatura final, usando la ecuación del gas ideal, la
carta de compresibilidad y las tablas de vapor.
3-95 Se calienta metano, que estaba a 8 MPa y 300 K, a presión
constante, hasta que su volumen aumenta en un 50 por
ciento. Determine la temperatura final, usando la ecuación del
gas ideal y el factor de compresibilidad. ¿Cuál de estos dos
resultados es el más exacto?
3-96 ¿Qué porcentaje de error se comete al considerar que el
dióxido de carbono a 5 MPa y 25 °C es un gas ideal?
Respuesta: 45 por ciento
3-97 En un tubo entra dióxido de carbono gaseoso, a 3 MPa
y 500 K, con un flujo de 2 kg/s. Ese CO 2 se enfría a presión
constante mientras pasa por el tubo, y a la salida, la temperatura
desciende hasta 450 K a la salida. Determine el flujo volumétrico
y la densidad del dióxido de carbono en la entrada, y
el flujo volumétrico a la salida del tubo, usando a) la ecuación
del gas ideal y b) la carta de compresibilidad generalizada.
También calcule c) el error cometido en el primer caso.
3 MPa
500 K
2 kg/s
CO 2
FIGURA P3-97
450 K