Roberto Mendez Semana 7 PDF

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TAREA SEMANA 7 Roberto Andrés Méndez Flores Termodinámica Instituto IACC 27-12-2021

a) ¿Es posible obtener aire saturado a partir de aire insaturado sin agregar humedad? Explique. b) ¿Qué son la fracción másica y la fracción molar? c) Determine las fracciones molares de una mezcla de gases que consiste en 75 % de CH4 y 25 % de CO2 tomando como base la masa de los gases. Asimismo, determine la constante del gas de la mezcla. d) Una mezcla de gases consiste en 0.1 kg de oxígeno, 1 kg de dióxido de carbono y 0.5 kg de helio. Esta mezcla se mantiene a 100 kPa y 27 °C. Determine el peso molecular aparente de esta mezcla, el volumen que ocupa, el volumen parcial del oxígeno y la presión parcial del helio. e) Un cuarto contiene aire a 20 °C y 98 kPa y una humedad relativa de 85 %. Determine a) la presión parcial del aire seco, b) la humedad específica del aire y c) la entalpía por unidad de masa de aire seco. f) Después de una larga caminata en los 12 °C en el exterior, una persona que usa anteojos entra a un cuarto a 25 °C y humedad relativa de 55 %. Determine si los anteojos se empañarán. Argumente su respuesta incluyendo los cálculos realizados. g) Aire atmosférico a una presión de 1 atm y temperatura de bulbo seco de 32 °C tiene una temperatura de bulbo húmedo de 18 °C. Usando la carta psicométrica, determine: o

La humedad relativa

o

La humedad específica

o

La entalpía, en Kj/kg aire seco y

o

La temperatura de punto de rocío

Para su respuesta, incluya la determinación de las propiedades sobre la carta psicrométrica.

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h) Se calienta aire húmedo saturado a 200 kPa, de 15 °C a 30 °C, mientras fluye por un tubo de 4 cm de diámetro con una velocidad de 20 m/s. Despreciando las pérdidas de presión, calcule la humedad relativa a la salida del tubo y la tasa de transferencia de calor al aire, en kW.

RESPUESTA:

a) En efecto, es posible obtener aire saturado a partir de aire insaturado sin agregar humedad. Esto se puede realizar a través del enfriamiento del aire a presión constante. El punto o temperatura de rocío es la temperatura a la cual el aire debe descender, quedando saturado por enfriamiento sin la adición de vapor de agua y a una presión constante (Proceso isobárico). Cualquier disminución posterior de temperatura (Asociado al enfriamiento) genera la condensación, formando niebla o bien rocío.

b) La fracción másica (o de masa) se refiere a la relación entre la masa de un componente y la masa total de la mezcla, empleándose el símbolo fm para entenderla; por otro lado, la fracción molar (y) se refiere a la relación entre los moles de un componente y la cantidad total de moles de la mezcla.

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c) Respuesta ejercicio:

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d) Ejercicio:

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e) Ejercicio:

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f) Ejercicio:

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g) Ejercicio:

Humedad Relativa: La humedad relativa se obtiene al intersectar la temperatura del bulbo seco y húmedo. Posteriormente revisamos las curvas en donde se encuentra y estimamos el valor. Ф=25%

Humedad Específica: La humedad específica se determina al dibujar una línea horizontal del estado especificado hacia la derecha hasta que interseca al eje 𝜔 w= 0,07 kg H2O/kg aire seco

Entalpía: La entalpía del aire por unidad de masa de aire seco se determina al trazar una línea paralela a las líneas de h = constante desde el estado especificado hasta que interseca la escala de la entalpía. h = 79 kJ/kg aire seco

Temperatura en el punto de rocío: La temperatura del punto de rocío se determina al trazar una línea horizontal desde el estado especificado hacia la izquierda hasta intersecar la línea de saturación, Tpr = 9°C

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h) Ejercicio:

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BIBLIOGRAFÍA

•

IACC (2018). Ciclos de potencia: gas, vapor y combinados. Termodinámica. Semana 7.

•

Academia Rafa Vilchez. 2021. Calculadora de Interpolación Lineal Online - Academia Rafa Vilchez. [online] Available at: https://academiarafavilchez.com/calculadorainterpolacion/

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