11. un tanque rigido de 1.8 m 3 contiene vapor a 220 0c. una tercera vparte del volumen se encuentra en la fase liquida y el resto se encuentra en forma de vapor. determine. a. la presión del vapor. b. la calidad de las mezcla saturada. c. la densidad de la mezcla. SOLUCION Tablas termodinámica A-4 Agua saturada a T=220 0c P tanque = P sat= 2.318 MPa Vf= 0.001190 m 3/Kg Vg=0.08619 m 3/Kg Vfg= 0.0850 m 3/Kg Vf= 1/3 V = 1/3 * 1.8 = 0.6 m 3 Vg= 2/3 V = 2/3 * 1.8 = 1.2 m 3 mf=Vf/vf mf= 0.6/0.001190 = 504.20Kg mg=Vg/vg mg=1.2/0.086190=13.92Kg X=mg/(mf+mg) X=13.92/(504.20+13.92)=0.069 m= mf+mg mf= 504.20+13.92=518.12Kg p= m/v P= 518.12/1.8=287.84 Kg/ m 3 12. una olla cuyo diámetro interior es de 20cm está llena con agua y cubierta con una tapa de 4Kg. si la presión atmosférica local es 101 kPa , determine la temperatura a la cual el agua comenzara a hervir cuando se caliente. Respuesta 100.2 0c. Sea “ p ” la presión del agua, al momento de hervir. Sea “p t ” la presión de la tapa. Sea “p atm ” la presión atmosférica.
13. un dispositivo de cilindro embolo contiene 0.1 m 3 de agua liquida y 0.9 m 3 de vapor de agua en equilibrio a 800Kpa se transfiere calor a presión constante hasta que la temperatura alcanza 350 0c. a, cual es la temperatura inicial del agua? b. determine la masa total del agua. c. calcule el volumen final. d. muestre el proceso en un diagrama Pv respecto a las líneas de saturación.
P=800kpa Vapor liquido=0.1m³ Vapor saturado=0.9m³
T=350°C
T inicial = T sat= 170.43 0c. Vf= 0.001115 m 3/Kg Vg=0.2404 m 3/Kg mf=Vf/vf mf= 0.1/0.001115 = 89.69Kg mg=Vg/vg mg=0.9/0.2404=3.74Kg m= mf+mg m=89.69 +3.74=93.43Kg v= 0.3544 m 3/Kg V=mv
V=93.43*0.3544=33.11 m 3
14. se deja que vapor de agua sobrecalentado a 180 psi y 500 0F se enfrie a volumen constante hasta que la temperatura descienda 250 0F. en el estado final determine. a. la presión ( respuesta= 29.82 psi) b. la calidad ( respuesta= 0.219) c. la entalpia ( respuesta = 425.7 BTU/Lbm)
Como el volumen especifico en el estado 1 es igual al volumen especifico del estado 2 , y viendo en tablas el vf y vg del estado 2 ,el volumen especifico está entre vf y vg, por lo tanto el estado 2 es :Mezcla saturada. Como determinamos el estado 2 , podemos determinar de tablas fácilmente la presión de saturación a una temperatura de 250°F, la cual es de fase después , cambiaron la temperatura y la presión , pero el volumen especifico no cambio, ya que como se dijo era un tanque rígido, y como sabes este tiene volumen constante.
