Ejercicios de gases termo 2019-1 PDF

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UNIVERSIDAD PANAMERICANA INGENIERIAS Área Académica de Química, Térmica y Fluidos Ejemplo 1. Una masa de 0 kg de Helio llena un recipiente rígido de 0 m3 a 350 kPa. El recipiente se calienta hasta que la presión es de 700 kPa. Calcule el cambio de temperatura del Helio (en C y K) como resultado del ...

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UNIVERSIDAD PANAMERICANA INGENIERIAS Área Académica de Química, Térmica y Fluidos

Ejemplo 1. Una masa de 0.1 kg de Helio llena un recipiente rígido de 0.2 m3 a 350 kPa. El recipiente se calienta hasta que la presión es de 700 kPa. Calcule el cambio de temperatura del Helio (en C y K) como resultado del calentamiento. Datos:.. m = 0.1 kg helio, V1 = 0.2 m3, P1 = 350 kPa y P2 = 700 kPa, de tablas MMHe = 4.0 kg/kmol y R = 8.314 (kPa*m3)/(kmol*K) Solución. Suponer gas ideal. Si el recipiente es rígido, entonces el volumen es constante, al igual que la masa (es decir, el volumen específico o volumen molar son constantes), por lo tanto: Como gas ideal: P1V1=nRT1 …. con n = m/MM = 0.1kg/(4.0kg/kmol) = 0.025 kmol. Despejando: T1 = P1V1/(nR) = (350kPa*0.2m3)/(0.025 kmol*8.314 (kPa*m3)/(kmol*K)) T1 = 336.8 K. De la ley general de los gases: P1 V 1 P 2 V 2 = T1 T2

…….. V1 = V2 ……..

P 1 P2 = T1 T2

…… T 2 =

P2 T P1 1

Sustituyendo los datos: ¿ 700 kPa 336.8K) = 673.6K ……. Y el cambio de temperatura será: ΔT = T2 – T1 T2 = ¿ 350 kPa ΔT = 673.6 – 336.8 = 336.8K

Ejemplo 2. 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 y el factor de compresibilidad. ¿Cuál de estos dos resultados es el más exacto?

Datos:.. P1 = 8 MPa T1 = 300 K, P1 = P2 = 8 MPa, V2 = 1.5V1. De tablas A-1: para el metano, R = 0.5182 kPa·m3/kg·K, Tcr = 191.1 K, Pcr = 4.64 MPa Solución. Como gas ideal, ya que P1 = P2, entonces …. V1/T1 = V2/T2…. T2 = V2*T1/V1 = 1.5*T1 T2 = (300 K)(1.5) = 450 K Con el factor de compresibilidad y gases reales, no se va a considerar en el examen. Esto lo veremos con detalle en clase, después del primer examen parcial....