Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
3-124 Un recipiente rígido de 4 L contiene 2 kg de un vapor
húmedo de agua a 50 °C. Se calienta lentamente el agua, hasta
que exista en una sola fase. En el estado final ¿estará el agua
en la fase líquida o en la fase de vapor? Estime la temperatura
del estado final. ¿Cuál sería su respuesta si el volumen del
recipiente fuera 400 L en lugar de 4 L?
a 1.2 MPa, mientras que el otro lado está al vacío. Posteriormente
se quita la mampara, y el refrigerante llena todo el recipiente.
Si el estado final del refrigerante es 30 °C y 400 kPa,
determine el volumen del recipiente.
H 2
V = 0.5 m 3
T = 20 °C
P = 400 kPa
H 2 O
V = 4 L
m = 2 kg
T = 50 °C
FIGURA P3-124
3-125 Un recipiente rígido de 0.5 m 3 contiene hidrógeno a
20 °C y 400 kPa; se conecta con una válvula a otro recipiente
rígido de 0.5 m 3 que contiene hidrógeno a 50 °C y 150 kPa.
Se abre la llave y se deja que el sistema llegue al equilibrio
térmico con sus alrededores, que están a 15 °C. Determine la
presión final en el recipiente.
H 2
V = 0.5 m 3
T = 50 °C
P = 150 kPa
R-134a
V = 0.01 m 3
P = 1.2 MPa
Al vacío
FIGURA P3-129
3-130 Regrese al problema 3-129. Use el programa
EES (u otro) para investigar el efecto de la presión
inicial del refrigerante 134a sobre el volumen del recipiente.
Haga variar la presión inicial de 0.5 a 1.5 MPa. Trace
la gráfica del volumen del recipiente en función de la presión
inicial, y describa los resultados.
3-131 El propano líquido se suele usar como combustible
para calefacción de hogares, en vehículos como montacargas,
y en tanques portátiles para estufas en días de campo. Imagine
un tanque de propano que contiene inicialmente 5 L de
propano líquido, a la temperatura ambiente de 20 °C. Si en el
tubo de conexión del tanque se produce una fuga, determine la
temperatura del propano cuando la presión en el tanque baja
hasta 1 atm. Determine también la cantidad total de transferencia
de calor del ambiente al tanque necesaria para evaporar
todo el propano en el tanque.
FIGURA P3-125
3-126 Regrese al problema 3-125. Use el programa
EES (u otro) para investigar el efecto de la temperatura
de los alrededores sobre la presión de equilibrio final
en los recipientes. Suponga que la temperatura de los alrededores
varía de 10 a 30 °C. Trace la gráfica de la presión
final en los recipientes en función de la temperatura de los
alrededores, y describa los resultados.
3-127 La presión manométrica en el neumático de un automóvil
se mide y resulta 200 kPa antes de un viaje, y 220 kPa
después del mismo, en un lugar donde la presión atmosférica
es 90 kPa. Suponiendo que el volumen del neumático permanece
constante en 0.035 m 3 , determine el aumento porcentual
en la temperatura absoluta del aire en el neumático.
3-128 El vapor de agua a 400 °C tiene un volumen específico
de 0.02 m 3 /kg. Determine la presión del vapor de agua de
acuerdo con a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibilidad
generalizada y c) las tablas de vapor.
Respuestas: a) 15,529 kPa, b) 12,500 kPa, c) 12,515 kPa
3-129 Un recipiente cuyo volumen se desconoce se divide
en dos partes por una mampara. Un lado del recipiente contiene
0.03 m 3 de refrigerante 134a que es un líquido saturado
Fuga
Propano
FIGURA P3-131
3-132 Repita el problema 3-131, pero con isobutano.
3-133 Un recipiente contiene helio a 77 °C y 110 kPa manométricos.
Mediante la tranferencia de calor de los alrededores,
se calienta el helio hasta que llega a un estado de equilibrio
final a 300 °C. Determine la presión manométrica final del
helio. Suponga que la presión atmosférica es 100 kPa.
3-134 ¿Cuáles son los ocho primeros coeficientes viriales de
un gas de Benedict-Webb-Rubin? Sugerencia: Desarrolle el
término exponencial en una serie de expansión de potencias.
3-135 Si se proporcionan suficientes datos, llene las celdas
vacías en la siguiente tabla de propiedades del agua. En la
última columna, describa la condición del agua como líquido
comprimido, mezcla saturada, vapor sobrecalentado o información
insuficiente; y, si es aplicable, indique la calidad.