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Mezcla de gases, gases-vapores y acondicionamiento de aire. Juan García Pérez termodinámica Instituto IACC 25-10- ¿Cuál es la diferencia entre aire seco y aire atmosférico? (0,5 puntos) Si indicamos a raíz de la teoría y decimos que el aire es una mezcla de gases , en el cual el elemento R//que tien...

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Mezcla de gases, gases-vapores y acondicionamiento de aire. Juan García Pérez termodinámica Instituto IACC 25-10-2021

1. ¿Cuál es la diferencia entre aire seco y aire atmosférico? (0,5 puntos) Si indicamos a raíz de la teoría y decimos que el aire es una mezcla de gases , en el cual el elemento R//que tiene mayor porcentaje en esta composición es el nitrógeno, el cual abarca un 78% , en escala descendente el oxigeno utiliza el 20% y argón el 1% entre otros gases que tienden a componer el aire, dicho esta introducción hay una diferencia bien marcada entre el aire seco y atmosférico la cual es La presencia de vapor en la composición de estos, el aire seco no contiene vapor mientras que el atmosférico si lo contine. 2. Se tiene una mezcla de gases en la cual todos los componentes tienen la misma masa, ¿serán idénticas todas las fracciones másicas? ¿Y qué sucede con las fracciones molares? Argumente su respuesta (0,5 puntos). R// Al indicar que los componentes tienen la misma masa se asumirá que las fracciones másicas serán idénticas considerando sí que los gases son diferentes, desde esta certeza las fracciones molares no serán iguales. Para sustentar estas palabras tenemos lo siguiente: X=masa componente /masa total; Y=moles componentes/moles totales Un ejemplo de estos sería: Una mezcla de carbono (C2) y Oxigeno (O2), Con tan solo 2 kilogramos de cada uno se obtiene lo siguiente: XC2=2/4=1/2 XO2=2/4=1/2 Ahora tenemos que la fracción molar: El carbono estima el valor en 12 kg/kmol y el oxígeno de 16kg/ kmol.

y c 2=

2 12 2 2 + 12 16

=

4 7

y o2 =

2 16 2 2 + 12 16

=

3 7

Como concluyente la evidencia de que, no son del mismo valor entre ambos componentes.

3. Una mezcla de gases consiste en 5 kg de O2, 8 kg de N2 y 10 kg de CO2. Determine a) la fracción másica de cada componente, b) la fracción molar de cada componente, y c) la masa molar promedio y la constante del gas de la mezcla (0,5 puntos)

4. Un recipiente rígido que contiene 2 kg de N2 a 25 °C y 550 kPa está conectado a otro recipiente rígido que contiene 4 kg de O2 a 25 °C y 150 kPa. Se abre la válvula que conecta los dos recipientes y se permite que los dos gases se mezclen. Si la temperatura final de la mezcla es de 25 °C, determine el volumen de cada recipiente y la presión final de la mezcla (1 punto).

5. Un recipiente contiene 21 kg de aire seco y 0,3 kg de vapor de agua a 30 °C y 100 kPa de presión total. Determine a) la humedad específica, b) la humedad relativa, y c) el volumen del recipiente (1 punto).

6. Una casa contiene aire a 25 °C y 65 por ciento de humedad relativa. ¿Se condensará humedad en las superficies internas de las ventanas cuando la temperatura de la ventana baja a 10 °C? Argumente su respuesta incluyendo los cálculos realizados (1 punto).

7.

El aire de un cuarto tiene una presión de 1 atm, una temperatura de bulbo seco de 24 °C y una temperatura de bulbo húmedo de 17 °C. Usando la carta psicrométrica, determine:

8. Un sistema de acondicionamiento de aire opera a presión total de 1 atm y consiste en una sección de calentamiento y un humidificador que agrega vapor de agua saturado a 100 °C. El aire entra a la sección de calentamiento a 10 °C y 70% de humedad relativa, a razón de 35 m3/min, y sale de la sección de humidificación a 20 °C y 60% de humedad relativa (3 puntos).

Bibliografía 

IACC (2018). Mezcla de gases, gases-vapores y acondicionamiento de aire. Termodinámica. Semana 7....