Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

128
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
T, °C
T = 90 °C
Líquido sat.
EJEMPLO 3-1 Temperatura del líquido saturado en un recipiente
Un recipiente rígido contiene 50 kg de agua líquida saturada a 90 °C. Determine
la presión en el recipiente y el volumen del mismo.
90
P = 70.183 kPa
Solución Un recipiente rígido contiene agua líquida saturada. Se determinarán
la presión y el volumen del recipiente.
Análisis El estado del agua líquida saturada se muestra en un diagrama T-v,
en la figura 3-29. Puesto que en el recipiente existen condiciones de saturación,
la presión debe ser la presión de saturación a 90 °C:
v f
FIGURA 3-29
Esquema y diagrama T-v para el ejemplo
3-1.
v
P P sat a 90 °C 70.183 kPa (Tabla A-4)
El volumen específico del líquido saturado a 90 °C es
v v f a 90 °C 0.001036 m 3 /kg (Tabla A-4)
Entonces el volumen total del recipiente es
V mv 50 kg0.001036 m 3 kg 0.0518 m 3
P, psia
Vapor
saturado
P = 50 psia
V = 2 pies 3
EJEMPLO 3-2 Temperatura del vapor saturado en un cilindro
Un dispositivo que consta de cilindro-émbolo contiene 2 pies 3 de vapor de
agua saturado a 50 psia de presión. Determine la temperatura y la masa del
vapor dentro del cilindro.
Solución Un cilindro contiene vapor de agua saturado. Se determinarán la
temperatura y la masa del vapor.
Análisis El estado del vapor saturado se muestra en un diagrama P-v, en la
figura 3-30. Puesto que el cilindro contiene vapor saturado a 50 psia, la temperatura
interior debe ser la temperatura de saturación a esta presión:
50
T = 280.99 F
T T sat a 50 psia 280.99 °F
(Tabla A-5E)
El volumen específico del vapor saturado a 50 psia es
v g
v
v v g a 50 psia 8.5175 ft 3 /lbm
(Tabla A-5E)
FIGURA 3-30
Esquema y diagrama P-v para el ejemplo
3-2.
Entonces la masa del vapor de agua dentro del cilindro es
m
V
v
2 pies 3
8.5175 pies 3 lbm
0.235 lbm
EJEMPLO 3-3 Cambio de volumen y energía durante
la evaporación
Una masa de 200 gramos de agua líquida saturada se evapora por completo a
una presión constante de 100 kPa. Determine a) el cambio de volumen y b) la
cantidad de energía transferida al agua.
Solución Se evapora agua líquida saturada a presión constante. Se determinarán
el cambio de volumen y la energía transferida.
Análisis a) El proceso descrito se ilustra en un diagrama P-v, en la figura
3-31. El cambio de volumen por unidad de masa durante el proceso de evapo-