Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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RELACIONES DE PROPIEDADES
12-4C Considere una función f(x) y su derivada df/dx. ¿Se
puede determinar esta derivada calculando dx/df y tomando su
inversa?
12-5 Considere aire a 300 K y 1.2 m 3 /kg. Usando la ecuación
12-3, determine el cambio en la presión correspondiente
a un aumento de a) 1 por ciento en la temperatura a volumen
específico constante, b) 1 por ciento en el volumen específico
a temperatura constante y c) 1 por ciento tanto en la temperatura
como en el volumen específico.
12-6 Repita el problema 12-5 para helio.
12-7 El gas nitrógeno a 400 K y 300 kPa se comporta como
un gas ideal. Estime el c p y el c v del nitrógeno en este estado,
usando datos de entalpía y energía interna de la tabla A-18, y
compárelos con los valores listados en la tabla A-2b).
12-8E El gas nitrógeno a 800 R y 50 psia se comporta como
un gas ideal. Estime el c p y el c v del nitrógeno en este estado,
usando datos de entalpía y energía interna de la tabla A-18E,
y compárelos con los valores listados en la tabla A-2Eb).
Respuestas: 0.250 Btu/lbm · R, 0.179 Btu/lbm · R
12-9 Considere un gas ideal a 400 K y 100 kPa. Como resultado
de alguna perturbación, las condiciones del gas cambian
a 404 K y 96 kPa. Estime el cambio en el volumen específico
del gas usando a) la ecuación 12-3 y b) la relación de gas
ideal en cada estado.
12-10 Usando la ecuación de estado P(v a) RT, compruebe
a) la relación cíclica y b) la relación de reciprocidad a
v constante.
12-11 Pruebe, para un gas ideal, que a) las líneas de P
constante en un diagrama T-v son líneas rectas y b) las líneas
de alta presión son más inclinadas que las de baja presión.
12-12 Deduzca una relación para la pendiente de las líneas
v constante en un diagrama T-P para un gas que obedece la
ecuación de estado de van der Waals. Respuesta: (v b)/R
Las relaciones de Maxwell
12-13 Compruebe la validez de la última relación de Maxwell
(ecuación 12-19) para el refrigerante 134a a 50 °C y 0.7 MPa.
12-14 Reconsidere el problema 12-13. Usando software
EES (u otro), verifique la validez de la
última relación de Maxwell para el refrigerante 134a en el
estado especificado.
12-15E Compruebe la validez de la última relación de
Maxwell (ecuación 12-19) para vapor de agua a 800 °F y 400
psia.
12-16 Usando las relaciones de Maxwell, determine una
relación para (0s/0P) T para un gas cuya ecuación de estado es
P(v b) RT. Respuesta: R/P
12-17 Usando las relaciones de Maxwell, determine una
relación para (0s/0v) T para un gas cuya ecuación de estado es
(P a/v 2 )(v b) RT.
12-18 Usando las relaciones de Maxwell y la ecuación de
estado de gas ideal, determine una relación para (0s/0v) T para
un gas ideal. Respuesta: R/v
12-19 Pruebe que P
T s
k
k
1 P
T .
v
12-20 Muestre cómo evaluaría usted T, v, u, a y g a partir
de la función termodinámica h h(s, P).
La ecuación de Clapeyron
12-21C ¿Cuál es el valor de la ecuación de Clapeyron en la
termodinámica?
12-22C ¿Qué aproximaciones intervienen en la ecuación de
Clapeyron-Clausius?
12-23 Usando la ecuación de Clapeyron, estime la entalpía
de vaporización del agua a 300 kPa y compárela al valor tabulado.
12-24 Calcule la h fg y la s fg del agua a 120 °C a partir de la
ecuación de Clapeyron, y compárelas con los valores tabulados.
12-25E Determine la h fg del refrigerante 134a a 10 °F
sobre la base de a) la ecuación de Clapeyron y
b) la ecuación de Clapeyron-Clausius. Compare sus resultados
con el valor tabulado de h fg .
12-26 Grafique la entalpía de vaporización del agua
como función de la temperatura en el rango de
temperatura de 10 a 200 °C usando la ecuación de Clapeyron
y los datos de agua en EES.
12-27E 0.5 lbm de vapor saturado se convierte en líquido
saturado al enfriarse en un dispositivo pesado de cilindro-émbolo
que se mantiene a 50 psia. Durante la conversión de fase,
el volumen del sistema disminuye en 1.5 pies 3 , se remueven
250 Btu de calor, y la temperatura permanece fija a 15 °F.
Estime la temperatura de punto de ebullición de esta sustancia
cuando su presión es de 60 psia. Respuesta: 480 R.
Peso
50 psia
15 °F
0.5 lbm
de vapor sat.
FIGURA P12-27E
12-28E Estime la presión de saturación P sat de la sustancia
del problema 12-27E cuando su temperatura es de 10 °F.
12-29E Estime el s fg de la sustancia del problema 12-27E a
15 °C. Respuesta: 1.05 Btu/lbm · R
12-30E La tabla de saturación para el refrigerante 134a
muestra lo siguiente a 0 °F: P 21.185 psia, h fg 90.886
Btu/lbm y v fg 2.1446 pies 3 /lbm. Estime la presión de saturación
del refrigerante 134a a 15 °F y 30 °F.
12-31E Una tabla de propiedades del cloruro de metilo
muestra la presión de saturación como 116.7 psia a 100 °F.
A 100 °F, esta tabla muestra también h fg 154.85 Btu/lbm
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