Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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MEZCLA DE GASES
gas. Como resultado, la presión del recipiente cae. ¿La presión
parcial de cada componente cambiará? ¿Y la fracción de
presión de cada componente?
13-23C Considere un recipiente rígido que contiene una
mezcla de dos gases ideales. La mezcla de gases se calienta y
la presión y la temperatura del recipiente suben. ¿La presión
parcial de cada componente cambiará? ¿Y la fracción de presión
de cada componente?
13-24C ¿Es correcta la siguiente afirmación: El volumen de
una mezcla de gases ideales es igual a la suma de los volúmenes
de cada gas individual en la mezcla? Si no, ¿cómo la
corregiría usted?
13-25C ¿Es correcta la siguiente afirmación: La temperatura
de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las temperaturas
de cada gas individual en la mezcla? Si no, ¿cómo
la corregiría usted?
13-26C ¿Es correcta la siguiente afirmación: La presión de
una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones
parciales de cada gas individual en la mezcla? Si no,
¿cómo la corregiría usted?
13-27C Explique cómo se puede tratar una mezcla de gases
reales como una sustancia pseudopura usando la regla de Kay.
13-28 Los contaminantes atmosféricos se miden con frecuencia
en partes por millón (por volumen). ¿Cuál sería la presión
parcial del refrigerante 134a en el aire atmosférico a 100 kPa
y 20 °C para constituir un contaminante de 100 ppm?
13-29 Un recipiente rígido contiene 0.5 kmol de Ar y 2
kmol de N 2 a 250 kPa y 280 K. La mezcla se calienta ahora a
400 K. Determine el volumen del recipiente y la presión final
de la mezcla.
13-30 Una mezcla de gases consiste en 30 por ciento de
hidrógeno, 40 por ciento de helio y 30 por ciento de nitrógeno
por volumen. Calcule las fracciones másicas y el peso molecular
aparente de esta mezcla.
13-31 En una mezcla de gases ideales, las presiones parciales
de los gases componentes son como sigue: CO 2 , 12.5 kPa;
O 2 , 37.5 kPa, y N 2 , 50 kPa. Determine las fracciones molares
y fracciones másicas de cada componente. Calcule la masa
molar aparente, la constante aparente de la mezcla de los
gases, el calor específico a volumen constante, y la relación
de calores específicos a 300 K para la mezcla.
Presiones
parciales
CO 2 , 12.5 kPa
O 2 , 37.5 kPa
N 2 , 50 kPa
FIGURA P13-31
13-32 Se quema una mezcla de combustibles de hidrocarburos
y aire para producir productos de combustión como sigue:
0.75 kmol de CO 2 , 1.66 kmol de H 2 O y 5.65 kmol de N 2 . Si la
presión de los productos es de 1 atm, ¿cuál es la presión parcial
del agua en los productos, en kPa? Respuesta: 20.9 kPa
13-33 Un ingeniero ha propuesto mezclar oxígeno adicional
con el aire normal en los motores de combustión interna
para controlar algunos de los productos de escape. Si se
mezcla una cantidad adicional de 5 por ciento (por volumen)
de oxígeno con el aire normal atmosférico, ¿cómo cambiará
esto el peso molecular de la mezcla?
13-34 Un recipiente rígido que contiene 2 kg de N 2 a 25 °C
y 550 kPa está conectado a otro recipiente rígido que contiene
4 kg de O 2 a 25 °C y 150 kPa. Se abre la válvula que conecta
los dos recipientes y se permite que los dos gases se mezclen.
Si la temperatura final de la mezcla es de 25 °C, determine el
volumen de cada recipiente y la presión final de la mezcla.
Respuestas: 0.322 m 3 , 2.07 m 3 , 204 kPa
N 2
2 kg
25 °C
550 kPa
FIGURA P13-34
70% CH 4
30% C 2 H 6
(por masa)
100 m 3
130 kPa, 25 C
FIGURA P13-38
O 2
4 kg
25 °C
150 kPa
13-35 Una mezcla de gases consiste en 0.1 kg de oxígeno,
1 kg de dióxido de carbono y 0.5 kg de helio. Esta mezcla
se mantiene a 100 kPa y 27 °C. Determine el peso molecular
aparente de esta mezcla, el volumen que ocupa, el volumen
parcial del oxígeno y la presión parcial del helio.
Respuestas: 10.61 kg/kmol, 3.76 m 3 , 0.078 m 3 , 82.8 kPa
13-36 Una mezcla de gases de hidrocarburos está compuesta
de 60 por ciento de metano, 25 por ciento de propano y 15 por
ciento de butano, por peso. Determine el volumen ocupado
por 100 kg de esta mezcla cuando su presión es de 3 MPa y
su temperatura es de 37 °C.
13-37E Un tanque de buceador de 7 pies 3 está lleno de una
mezcla de oxígeno, nitrógeno y helio. Las fracciones másicas
de estos constituyentes son: 45 por ciento de N 2 , 35 por
ciento de O 2 y 20 por ciento de He. Determine la masa de la
mezcla en el tanque, cuando la presión y la temperatura son:
300 psia y 60 °F, y los volúmenes parciales del oxígeno, del
nitrógeno y del helio.
13-38 Una mezcla de 30 por ciento (por masa) de etano y
70 por ciento de metano se va a mezclar en un recipiente de
100 m 3 a 130 kPa y 25 °C. Si el recipiente está inicialmente al
vacío, ¿a qué presión se debe agregar el etano antes de agregar
el metano?