Identificación de estados en diagramas P-vs-v y T-vs v del agua PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMAFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIALLaboratorio de termodinámica I Lab. 3, Identificación de estados en diagramas P-vs- v y T-vs v del agua Fecha de entrega: 15 de mayo de 2020Presentado por:Ana Sam 8-903- Arleen Pérez 8-909- Manuel Montero 8-921-IntroducciónEn este tra...

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Laboratorio de termodinámica I Lab. 3, Identificación de estados en diagramas P-vsv y T-vs v del agua Fecha de entrega: 15 de mayo de 2020 Presentado por: Ana Sam Arleen Pérez Manuel Montero

8-903-680 8-909-1512 8-921-1858 Introducción

En este trabajo vamos a representar de manera detallada algunos procesos termodinámicos sobre los diagramas PvsT y TvsV Los procesos termodinámicos son los cambios en un sistema que lo llevan de un estado de equilibrio inicial a un estado de equilibrio final. A partir de la relación entre P, T y v se pueden obtener diagramas cartesianos por la proyección en cada uno de los planos posibles de una superficie P-v-T. El diagrama T-v está conformado por algunas líneas las cuales describen la situación de una sustancia pura en particular. Los estados de líquido saturado pueden conectarse mediante una línea, línea de líquido saturado, y los estados de vapor saturado mediante la línea de vapor saturado. Todos los valores que se encuentren en la parte izquierda de la línea de líquido saturado se encuentran en la región de líquido comprimido, así como los valores que se encuentren en la parte derecha de la línea de vapor saturado se pertenecen a la región de vapor sobrecalentado. En estas dos regiones la sustancia existe en una sola fase, liquido o vapor. Todos aquellos estados que abarcan ambas fases son los que se encuentran bajo el domo, y esta región recibe el nombre de mezcla saturada de líquido- vapor. También vamos a poder clasificar los distintos procesos, tomando en cuenta las variables que han permanecido constantes a lo largo de todo el cambio de un determinado proceso. La clasificación de los diferentes tipos de procesos termodinámicos es la siguiente: Proceso Adiabático: no entra ni sale calor del sistema; Q=0 Procesos Isocórico: Se efectúa a volumen constante. Proceso Isobárico: Se efectúa a presión constantes. Proceso Isotérmico: Se efectúa a temperatura constante.

Materiales: 1. Computadora de escritorio o portátil. 2. Software TermoGraf V5.7 Marco Teórico: 

Proceso Isobárico: un proceso isobárico es un cambio en el estado de una cierta cantidad de materia en la que la presión no cambia, pero sí una o más de sus variables de estado. Un ejemplo cotidiano de un proceso isobárico se presenta al hervir agua en un recipiente abierto. Al suministrar energía calorífica al agua, ésta sube de temperatura y se convierte en vapor. El vapor que se obtiene tiene una temperatura superior y ocupa un mayor volumen, sin embargo, la presión se mantiene constante. Desde el inicio la presión es igual a la presión atmosférica.



Proceso Isocórico o Isométrico: El proceso isocórico es el proceso de compresión por el cual el volumen de un gas permanece constante pero la presión y la temperatura de un gas varían. Describe el comportamiento del gas dentro del contenedor, que no se puede deformar. Como el volumen permanece constante, la transferencia de calor dentro o fuera del sistema no funciona con el p∆V, sino que solo cambia la energía interna (la temperatura) del sistema.

Análisis de Resultados Tabla N°1. Datos de propiedades de los estados a estudiar, en unidades del sistema internacional

Esta do 1 2 3 4 5 6 7

Región Vapor Saturado Región de mezcla Región de Mezcla Región de Vapor sobrecalentado Región de Mezcla Región de Vapor sobrecalentado Región de líquido comprimido

P(kPa)

T (°C)

v (m3/kg)

x (%)

12500 5945.17 3000 4420

327.90 275 233.85 275.272

0.013491 0.0135 8.18 0.0484

NA 0.38751 10.644 NA

7996.81 8100

295.90 333.27

7.543 0.027824

2.782 NA

9000

233.86

1.211

NA

Diagrama de Pv en el sistema Internacional

Diagrama de Tv en el sistema Internacional

Tabla N°2. Datos propiedades de los estados a estudiar, en unidades del sistema internacional

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región Región de Vapor sobrecalentado Región de Mezcla Región de líquido saturado Región de Mezcla Región de Vapor sobrecalentado Región de Mezcla Región de Mezcla

P(psia)

T (°F)

x (%)

750

615.4

v (†t3/lbm) 0.74952

1192.47 1000

566.50 450

0.36141 0.0193

100 NA

1034.72 1430

548.84 621.599

0.2043 0.3299

66.94 NA

749.97 300

510.91 417.348

0.3648 0.2042

0.5844 0.1215

NA

Diagrama de Pv en el sistema inglés

Diagrama de Tv en el sistema inglés

Preguntas 1. ¿Los valores obtenidos con las tablas de propiedades son similares a los obtenidos mediante TermoGraf V5.7? Explique las posibles causas de las diferencias en caso de encontrarlas y calcule un porcentaje de error promedio entre datos calculados con las tablas y con el software.

2. Identificar todas las combinaciones de estados que representen (aunque sea de manera aproximada) procesos isotérmicos, isobáricos e isocóricos. Márquelas en los diagramas obtenidos, utilizando las herramientas disponibles en TermoGraf V5.7

3. Atendiendo a lo que nos indica el Postulado de Estado, ¿Los estados en que se da una propiedad específica y la calidad de la sustancia cumplen con dicho Postulado? Explique.

Referencia: 1. Çengel, Y., Boles, M., 2008, TERMODINÁMICA, Sexta Edición, McGraw-Hill. 2. Wark, Kenneth Jr.; Richards, Donald “Termodinámica” 6ta Edición; Editorial Mc-Graw Hill; España, 2001....