Casos Documentados [PDF]

Zitiervorschau

Casos documentados Tomados de : Cengel Yunus, termodinámica, ejemplo 3-13, problemas 3-100 al 3-107, capitulo 3,pagina 147,160,Quinta edición. 1. Predicción de las propiedades  Tc= 126.2 k  Pc= 3390 kpa  Ecuación de Beattie bridgeman: Ao= 136.2315 b=-0.00691       

a=0.02617 Bo=0.05046 c= 4.20x

Presión determinada de forma experimental= 10000 kpa T= 175 ⁄ V=0.00375 ⁄ R= 0.2968 Presión gas ideal= 13851 Kpa Presión Van der Waals= 9471 Kpa Presión Beattie bridgeman= 10110 kpa

2. Predicción de las propiedades  Un recipiente de 3.27 contiene 100 kg de nitrógeno a 175 K. Determine la presión en el recipiente con: a. Ecuación de gas ideal b. Ecuación de van der waals c. Ecuación de Beattie bridgeman Compare los resultados con el valor experimental 1505 kpa. Solución:

La presión de nitrógeno en un tanque en un estado determinado se determinará utilizando el gas ideal, de van der Waals, y las ecuaciones deBeattie-Bridgeman. El error involucrado en cada caso se va a determinar. Propiedades La constante de los gases, la masa molar, la presión crítica, y la temperatura crítica de nitrógeno son (Tabla A-1) R = 0,2968 kPa · · m3/kg K, M = 28.013 kg / kmol, Tcr = 126.2 K, Pcr = 3,39 MPa Análisis El volumen específico de nitrógeno es:

a. De la ecuación de gas ideal se tiene que:

b. Las contante de van der waals se determinan de :

c. Las contantes de Beattie Bridgeman son:

Entonces:

3. Predicción de las propiedades vapor un recipiente de 1 contiene 2.841 kg de vapor a 0.6 Mpa. Determine la temperatura del vapor con a. Ecuación de gas ideal b. Ecuación de estado c. Tablas de vapor Solución: Propiedades del vapor

a. de la ecuación del gas ideal se tiene:

b. Las contante de van der waals se determinan de :

Usando las tablas de vapor se tiene

4. Resolviendo el anterior problema con un software EES. Utilice un software con la finalidad de comparar la temperatura del agua para los tres casos a un volumen especifico constante en el intervalo entre 0.1Mpa y 1 Mpa con incrementos de 0.1 Mpa. Solución: Resolviendo con un software EES se obtiene los siguientes datos:

5. Predicción de las propiedades del refigerante 134 a.

El refrigerante 134a 100 psia tiene un volumen especifico de 0.54022 ⁄ . Determine la temperatura del refrigerante con base en a. La ecuación del gas ideal b. La ecuación de Van der Waals Solución:

De la ecuación del gas ideal se tiene:

De la ecuación de Van der Waals se tiene:

6. El nitrógeno a 150 K ti volumen especifico de 0.04188 m3/kg . determine la presión del nitrógeno con: a. La ecuación del gas ideal. b. La ecuacion de beattie bridgeman. Compare los resultados con el valor experimental 1000 kPa. Solución: Se tienen las siguientes propiedades del nitrógeno

De la ecuación del gas ideal se tiene:

Calculando las contantes y la presión con la ecuación de Beattie Bridgeman se tiene:

7. Resolviendo el anterior problema con un software EES. Retome el anterior problema y mediante un software EES (u otro) compare los resultados obtenidos mediante la ecuación del gas ideal y la ecuación de Beattie Bridgeman. Solución: Del problema resuelto en el software EES se obtuvieron los siguientes datos: