Taller 2 Ecuaciones De Estado

TALLER ECUACIONES DE ESTADO Realizar el taller utilizando solo ecuaciones de estado 1. Un dispositivo de cilindro-émbolo provisto con topes, de modo que el agua soporta el peso del émbolo, y la fuerza de la atmósfera, contiene agua, inicialmente a 300 kPa y 0.5 m3/kg. El agua se calienta hasta que llega a condición de vapor saturado y el émbolo descansa sobre los topes. Con el émbolo sobre los topes, se calienta el agua hasta la presión de 600 kPa. Determine la temperatura inicial y final para el agua. 2. Un recipiente rígido contiene agua, inicialmente a 300 kPa y 250 °C. Se deja enfriar el agua hasta que su presión es de 150 kPa. Determine la temperatura final. 3. Un recipiente rígido de 0.5 m3 contiene hidrógeno a 20 °C y 400 kPa; se conecta con una válvula a otro recipiente rígido de 0.5 m3 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 a una presión de 264 kpa. Determine la temperatura final en el recipiente. 4. Un recipiente de 20 m3 contiene nitrógeno a 23 °C y 600 kPa. Se deja escapar algo del nitrógeno, hasta que la presión en el recipiente baja a 400 kPa. Si en ese momento la temperatura es 20 °C, determine la cantidad de nitrógeno que ha escapado. 5. 10 kg de refrigerante 134a, a 300 kPa, llenan un recipiente rígido cuyo volumen es de 14 L.. Ahora se calienta el recipiente, hasta que la presión es de 600 kPa. Determine a). la temperatura inicial y final b). la calidad del estado inicial y final si la hay. 6. Un tanque rígido contiene hexano. Inicialmente la presión y temperatura del hexano son 15 bar y 240°C, respectivamente. La temperatura desciende a 100°C como resultado de calor cedido al medio ambiente. Determine para el estado final: a. La presión en psi b. La calidad, si aplica. c. El porcentaje de volumen ocupados por el líquido y el vapor. 7. Un recipiente adiabático rígido de 3 pies3 está dividido en dos volúmenes iguales por una membrana delgada, como se ve en la figura. Al principio, una de las cámaras está llena de aire a 100 psia y 100 °F, mientras que la otra está evacuada. Determine la temperatura final del tanque si la presión es de 50psia. 8. Una libra masa de agua llena un dispositivo de cilindro-émbolo con carga constante, de 2.649 pies3, a la temperatura de 400 °F. Se enfría el dispositivo de cilindro-émbolo hasta que su temperatura es 100 °F. Determine la presión y el volumen finales del agua. Use una ecuación de estado y el factor de compresibilidad. 9. Un recipiente cuyo volumen se desconoce se divide en dos partes por una mampara. Un lado del recipiente contiene 0.03 m3 de refrigerante 134a que es un líquido saturado 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.

10. Se calienta metano, que estaba a 8 MPa y 300 K, a presión constante, hasta que su volumen aumenta en un 50 por ciento. Determine la temperatura final, usando la ecuación del gas ideal, el factor de compresibilidad y la ecuación de Van Der Waals. ¿Cuál de estos resultados es el más exacto?