Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 12
o
s 2 s 1 s 2 s 1 ideal R Z s2
Z s1
(12-64)
donde los valores de Z s se determinan a partir de la carta generalizada de
desviación de entalpía, y el cambio de entropía (s 2 s 1 ) ideal se determina
a partir de las relaciones de gas ideal para el cambio de entropía. Observe
que los últimos términos en el lado derecho son cero en el caso de un gas
ideal.
EJEMPLO 12-11 Análisis termodinámico con propiedades
de gases no ideales
Se comprime isotérmicamente propano en un dispositivo de cilindro-émbolo
de 200 °F y 200 psia a 800 psia (Fig. 12-18). Usando las cartas generalizadas,
determine el trabajo realizado y la transferencia de calor por unidad de
masa de propano.
Solución Se comprime isotérmicamente propano en un dispositivo de cilindro-émbolo.
Se deben determinar el trabajo realizado y la transferencia de
calor usando cartas generalizadas.
Suposiciones 1 El proceso de conversión es de cuasiequilibrio. 2 Los cambios
en la energía potencial y en la cinética son despreciables.
Análisis La temperatura y la presión críticas del propano son T cr = 665.9 R
y P cr = 617 psia (tabla A-1E), respectivamente. El propano permanece cerca
de su temperatura crítica, y se comprime a una presión superior a su valor
crítico. Por lo tanto, se espera que el propano se desvíe de su comportamiento
de gas ideal, por lo cual debe tratarse como gas real.
FIGURA 12-18
Esquema para el ejemplo 12-11.
Los factores de desviación de entalpía y de compresibilidad del propano en
los estados inicial y final se determinan a partir de las cartas generalizadas
(Figs. A-29 y A-15), como
T 1 660 R
T R1
0.991
T cr 665.9 R
Z
P 1 200 psia
h1
0.37 y Z 1 0.88
P R1
0.324
P cr 617 psia
y
T 2 660 R
T R2
0.991
T cr 665.9 R
Z
P 2 800 psia
h2
4.2 y Z 2 0.22
P R2
1.297
P cr 617 psia
Como aproximación, tratando el propano como gas real con Z prom (Z 1 Z 2 )/2
(0.88 0.22)/2 0.55 se obtiene
Pv ZRT Z prom RT C constante
Entonces el trabajo en la frontera resulta
2
2
C
w b,ent Pdv
v dv C ln v 2
Z prom RT ln Z 2RTP 2
v
1
1
1 Z 1 RTP 1
Z prom RT ln Z 2P 1
Z 1 P 2
0.550.04504 Btulbm R660 Rln
45.3 Btulbm
0 .22 200 psia
0.88800 psia
Propano
200 psia
200 °F
Q