Serie 1 y 2 TERMOQUIMICA

August 17, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA TERMOQUÍMICA

EQUIPO 1 INTEGRANTES: - Antonio - He Hern rnán ánde dezz Ro Rome mero ro F Fer erna nand ndoo - Am Ampu pudi diaa Ma Mart rtín Ema el - ínez MezarE cmanu os nuel EJERCICIOS DE LA SERIE 1 Y 2

 

SERIE 1 EJERCICIOS 1-7 1. Una mezcla mezcla gaseos gaseosaa cons consist istee en 3 lbmol de helio, 1.5 lbmol de oxígeno, 0. 3 lbmol de vapor de agua y 25 lbmol de nitrógeno. Determine a) la fracción molar de los diversos constituyentes y b) el peso molecular aparente de esta mezcla, en lbmol. Datos:

 N  He= 3 lbmol    N O =1.5 lbmol   2

 N  H  O =0.3 lbmol  2

 N  N  =25 lbmol  2

a) Primero se determinará el número de moles de la mezcla gaseosa:

 N m = N  He + N O + N  H  O + N  N  =[ 3 + 1.5+ 0.3 + 25 ] lbmol=29.8 lbmol 2

2

2

Determinando las fracciones molares de los diversos constituyentes:

 y He=  y O = 2

 N  He  N m

 N O

2

 N m

lbmol = 0.10067=10.0 10.067 67 %   29.8 lbmol

= 3

=

  1.5 lbmol 29.8 lbmol

= 0.05033=5.0 5.033 33 % 

 N  H  O   0.3 lbmol =  y H  O = =0.01006 =1.0 1.006% 06%   29.8 lbmol  N m  N  N    25 lbmol  y N  = = =0.83892=83. 83.893 893 %   N m 29.8 lbmol 2

2

2

2

 b) Primero se obtiene la masa molar de cada constituyente de la mezcla a partir de la tabla A1E (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 M  He = 4.003

  lbm lbmol

 M  =31.999 O2

  lbm lbmol

 

 M  H  O =18.015 2

 M  N  =28.013 2

  lbm lbmol

  lbm lbmol

Después se determina la masa de la mezcla:

m m=



 M   N  = M  ∑ = i

i

i

 N  He + M O  N O + M  H  O N  H  O + M  N   N  N 

 He

2

2

2

2

2

2

1

mm= 4.003

  lbm  ( 3 lbmol ) + 31.999   lbm  ( 1.5 lbmol )+ 18.015   lbm  ( 0.3 lbmol ) + 28.013   lbm (25 lbmol ) lbmol lbmol lbmol lbmol

mm=765.737 lbm Finalmente se determina la masa molar aparente

 M m=

mm  N m

= 765.737 lbm  =25.6958   lbm 29.8 lbmol

lbmol

2. Determine Determine a) las las fracciones fracciones molares molares de una una mezcla mezcla de gases que consis consiste te en 75% de CH 4 ( metano )  y 25% de CO 2( Dióxidode carbono) a base másica. Así mismo, determine b) la constante del gas de la mezcla. Datos:

mCH  =75 k g 4

mCO =25 k g 2

a) Primero se obtiene la masa molar de cada constituyente de la mezcla a partir de la tabla A-1 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 M CH  =16.043 4

 M CO =44.01 2

 kg kmol

  kg k mol

Calculando el numero de moles de cada componente:

Usando Usan do N i=

 mi  M i

 

 mCH   N CH  = =  M CH 

 

4

75 k g

4

4

 N CO = 2

 mCO

=

2

 M CO

16.043

  25 k g 44.01

2

  kg k mol

  kg k mol mol

k g∗k mol mol   =4.6749 k mol 16.043 k g

= 75

=

∗k mol mol   =0.5680 k mol mol

25 k g

44.01 k g

El número de moles de la mezcla gaseosa es:

 N m = N CH  + N CO = 4.6749 kmol + 0.5680 kmol =5.2429 kmol 4

2

Determinando las fracciones molares de los diversos componentes:

 N CH  4.6749 k mol mol  y CH  = =  = 0.891663=89.1 89.1663 663 %  N m 5.2429 kmol 4

4

 N CO 0.5680 k mol mol  y CO = =  =0.108336 =10.8 10.8336 336 %  N m 5.2429 kmol 2

2

 b) La masa de la mezcla es: k 

m m=

m =m ∑ = i

i

CH 4

+ mCO =75 k g + 25 k g =100 k g 2

1

Calculando la masa molar aparente de la mezcla:

 M m=

mm  N m

=

  100 k g 5.2429 kmol

=19.0734   k g

kmol

Por lo tanto, la constante del gas de la mezcla es:

  KJ  8.314 kmol∗ K   R   kJ    8.314 KJ ∗kmol  Rm = u = = =0.435895  M m   kg 19.0734 kmol∗ K ∗ kg kg∗ K  19.0734 kmol

3. Una mezcla mezcla de gases gases consis consiste te en en 20% de O2, 30% de  N 2 y 50% de CO 2, basados en masa. Determine a) el análisis volumétrico de la mezcla y b) la constante del gas aparente. Datos:

mO =20 kg 2

m N  =30 kg 2

 

mCO =50 kg 2

a) El análisis volumétrico exige la especificación del numero de moles de cada

componente. Obteniendo la masa molar de cada constituyente de la mezcla a partir de la tabla A-1 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 M O =31.999

  kg kmol

 M  N  =28.013

  kg kmol

 M CO =44.01

  kg kmol

2

2

2

Calculando el número de moles de cada componente:

Usando Usan do N i= mO  N O = =  M O

2

2

 M  N 

=

2

 N CO = 2

 mCO

 M CO

 

=0.625019 kmol

30 kg

  kg 28.013 kmol

=

2

20 kg

  kg 31.999 kmol

2

 m N 

 M i  

2

2

 N  N  =

 mi

2

  50 kg

  kg 44.01 kmol

=1.070931 kmol

=1.136105 kmol

El número de moles de la mezcla gaseosa es:  N m = N O + N  N  + N CO = 0.6250 kmol + 1.0709 kmol + 1.1361 kmol =2.8320 kmol 2

2

2

Determinando las fracciones molares de los diversos componentes:

 y O =

 N O

2

 y N  = 2

2

 N m  N  N 

kmol   = 0.220694=22.06 22.0694 94 % 2.8320 kmol

= 0.625019

2

 N m

=

1.070931 kmol 2.8320 kmol

  = 0.378146=37.8 37.8146 146 %

 N CO 1.136105 kmol  y CO = =   =0.4011592=40.1 40.11592 1592 %  N  2.8320 kmol 2

2

m

 

 b) La masa de la mezcla es: k 

m m=

m =m ∑ = i

i

+ m N  + mCO =20 kg + 30 kg + 50 kg =100 kg

O2

2

2

1

Calculando la masa molar aparente de la mezcla:

 M m=

mm  N m

=

100 kg

 

2.832055 kmol

=35.310048

  kg kmol

Por lo tanto, la constante del gas de la mezcla es:

  KJ   R kmol∗ K    8.314 KJ ∗ kmol   kJ   Rm = u = = = 0.235457  M m   kg kg∗ K  35.310048 kmol∗ K ∗kg 35.310048 kmol 8.314

4. Un recip recipien iente te rígid rígido o contien contienee 0.5 kmol kmol de  Ar  y 2 kmol de  N 2 a 250 kPa y 280 K . La mezcla se caliente ahora a 400 K . Determine a) el volumen del recipiente y b) la  presión final de la mezcla. Datos:

 P1=250 kPa T 1=280 K  T 2=400 K   N  Ar =0.5 kmol  N  N  =2 kmol 2

a) Primero se calcula el número de moles de la mezcla:

 N m = N  Ar + N  N  =0.5 kmol + 2 kmol =2.5 kmol 2

Calculando el volumen suponiendo que la mezcla se comporta como un gas ideal y, como se trata de un recipiente rígido, el volumen dentro del recipiente no cambia después del calentamiento por lo que usamos las condiciones iniciales:

 

3

  kPa∗m ∗280 K  2.5 kmol∗8.314  N m∗ Ru∗T m  N m∗ R u∗T 1 kmol∗ K  = = V m =  P1  Pm 250 kPa V m =



2.5 8.314 kPa

3

∗m ∗280   = 23.2792 m

3

250 kPa

 b) Usando la ley combinada de los gases vemos que cuando el volumen es constante el cambio en la presión del gas era proporcional al cambio de la temperatura:

 P 1 V 1  P 2 V 2 T 1

=

→ V 1=V 2 →

T 2

 P1 T 2 250 kPa∗400 K  = → P 2= T 1 280 K  T 2

 P 1  P2 T 1

=

 P2=357.1428 kPa

5. 6. En una mezcla de gases ideales, ideales, las presiones presiones parciale parcialess de los gases componentes son como sigue: CO 2 , 12.5 kPa;O2 , 37.5 kPa y N 2 , 50 kPa. Determine a) las fracciones molares, b) fracciones másicas de cada componente, c) la masa molar aparente, d) la constante de la mezcla de los g gases, ases, e) el calor específico a volumen constante y f) la relación de calores específicos a 300 K  para  para la mezcla. Datos:

 PCO =12.5 kPa 2

 PO = 37.5 kPa 2

 P N  =50 kPa 2

a) Calculando la presión total en la mezcla de gases ideales:

 Pm = P CO + PO + P N  =[ 12.5 + 37.5 + 50 ] kPa=100 kPa 2

2

2

Las fracciones de volumen son iguales a las fracciones molares (análisis volumétrico), pero además las fracciones de volumen son iguales a las fracciones de presión, por lo tanto:

Usando

 Pi  Pm

=

 V i V m

=

  N i  N m

= y i → y i=

  Pi  Pm

 PCO 12.5 kPa  y CO = = = 0.125=12.5 12.5 %  Pm 100 kPa 2

2

 

 y O =

 PO

2

 y N  = 2

2

 P m

=

 P N 

2

 P m

37.5 kPa 100 kPa   50 kPa

=

100 kPa

 = 0.375=37.5 37.5 %

=0.5 =50 %

 b)  No tenemos la masa de cada gas ideal de dicha mezcla, es decir m i, sin embargo:

Sabemos Sabem os que

 Pi  Pm

=

 V i V m

=

  N i  N m

= y i , por por lotant lotanto o P i= N i  y P m= N m

Primero se obtiene la masa molar de cada componente de la mezcla a partir de la tabla A-1 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 M CO =44.01

  kg kmol

 M O =31.999

  kg kmol

 M  N  =28.013

  kg kmol

2

2

2

Calculando la masa de la mezcla sabiendo que  Pi= N i : k 



m m=

m =∑  M   N  = M   P = M  ∑ = = i

i

i

i

1

mm= 44.01

i

i

i

CO2

 PCO + M O  PO + M  N   P N  2

2

2

2

2

1

  kg   kg   kg ∗12.5 kmol + 31.999 ∗37.5 kmol + 28.013 ∗50 kmol kmol kmol kmol

mm=3150.7375 kg Así que, las fracciones másicas de los componentes de la mezcla son:

mf  = CO 2

mf  = O2

mf  =  N 2

c)

mCO mm

mO

  kg ∗12.5 kmol kmol   = 44.01 kg∗12.5  =0.174601=17.4 17.4601 601 % 3150.7375 kg 3150.7375 kg

44.01 2

=

  kg ∗37.5 kmol kmol kg∗37.5   = 31.999   =0.380851 =38.0851% 3150.7375 kg 3150.7375 kg

31.999 2

mm m N 

2

mm

=

  kg ∗50 kmol kmol   = 28.013 kg∗50 = 0.44454= 44.4 44.454 54 % 3150.7375 kg 3150.7375 kg

28.013

=

 

La masa molar aparente es:

 M m=

mm  N m

= 3150.7375 kg  =31.507375   kg 100 kmol

kmol

d) Primero obtenemos los calores específicos de los componentes de la mezcla @ 300K a  partir de la tabla A-2 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

C v , C O = 0.657 2

  kJ  kg∗ K 

C v ,O = 0.658

  kJ  kg∗ K 

C v , N  =0.743

  kJ  kg∗ K 

2

2

El calor específico a volumen constante es:

C v =m f  ∗C v , C O + mf  ∗C v ,O + mf  C v , N   CO 2

O2

2

C v =0.174601∗0.657 C v =0.69560603

2

 N 2

2

  kJ    kJ    kJ   + 0.380851∗0.658  + 0.44454∗0.743 kg∗ K  kg∗ K  kg∗ K 

  kJ  kg∗ K 

e) La constante del gas de la mezcla es:

  kJ   R   kJ  kmol∗ K   R = u = =0.263874   kg  M m kg∗ K  31.507375 kmol 8.314

f) Primero calculamos el calor específico a presión constante:

C  p=C v + R =0.69560603

  kJ    kJ    kJ  + 0.263874  =0.9594800 kg∗ K  kg∗ K  kg∗ K 

Entonces la relación de calores específicos es:

k =

C  p = C v

0.9594800

  kJ  kg∗ K  =1.379343   kJ 

0.69560603

kg∗ K 

 

7.Se quema una mezcla de combustibles de hidrocarburos y aire para producir mol deC O2 , 1.66 kmol mol de H 2 O y 5.65 km kmo ol de N 2  productos de combustión:0.75 kmol Si la presión de los productos es de 1 atm ¿Cuál es la presión parcial del agua en los  productos, en kPa?

Datos:

 Pm =1 atm =101.325 kPa  N C O = 0.75 kmol 2

 N  H  O =1.66 kmol 2

 N  N  =5.65 kmol 2

Primero obtenemos el numero de moles de la mezcla:

 N m = N C O + N  H  O + N  N  = [ 0.75 + 1.66 + 5.65 ] kmol = 8.06 kmol 2

2

2

Las fracciones molares de los componentes de la mezcla es:

 y C O =

 N C O

2

 N m

2

=

0.75 kmol 8.06 kmol

= 0.093053

 N  H  O 1.66 kmol  y H  O = = =0.205955  N m 8.06 kmol 2

2

 y N  = 2

 N  N 

2

 N m

kmol =0.70099 8.06 kmol

= 5.65

Ahora:

Sabemos Sab emosque que

 Pi  Pm

=

 V i V m

=

  N i  N m

= y i →

 Pi  P m

= y i → Pi= y i∗ P m

Entonces se calcula la presión parcial para  H 2 O :

 P H  O = y H  O∗ Pm=0.205955∗101.325 kPa=20.8683 kPa 2

2

 

SERIE 1 EJERCICIOS 1-7 1. Un reci recipi pient entee cont contie iene ne 21 kgde aire seco y 0.3 kg  de vapor de agua a 30 ° C  y  y 100 kPa de presión total. Determine a) la humedad específica, b) la humedad relativa y c) el volumen del tanque. Datos: ma=21 kg

mv = 0.3 kg  T =30 ° C   P=100 kPa a) La humedad específica es:

ω=

mv ma

=

  0.3 kg,H 2 O

k g ,H 2 O

=0.014285

21 kgair kgairee seco seco

kgairee seco kgair seco

 b) Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 30 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg = Psa satt @ 30 ° C =4.2460 kPa Entonces la humedad relativa es 0.014285

 

ωP ∅= = ( 0.622 + ω ) P g

0.622

(

k g , H 2  O

∗100 kPa

kg air airee seco seco k g , H 2  O

0.014285

+

4.2460

kgairee seco kgair seco ∗

)

kPa

 



= 0.52863=52.8 52.863 63 %

c) Calculando la presión de vapor:

 Pv = ∅ P g=0.52863∗4.2460 kPa =2.245038 kPa Calculando la presión de aire seco:  Pa= P − Pv =100 kPa −2.245038 kPa= 97.75496 kPa Finalmente, el volumen del tanque es:

V =

m a∗ R a∗T  =  P a

  kJ  ∗303.15 K  kg∗ K  kJ    = 1827.085505 97.75496 kPa 97.75496 kPa

∗0.287

21 kg

2

 kg m 3 2 2  kg m s s =18.6904 2 =18.6904 m 3   kg s kg

1827.085505

V = 97.75496

2

m∗s 2. Un cuart cuarto o cont contie iene ne air airee a 20 ° C   y y 98 kPa  y una humedad relativa de 85%. Determine a) la presión parcial del aire seco, b) la humedad específica del aire, cc)) la entalpia de aire por unidad de masa de aire seco Datos:

T =20 ° C   P= 98 kPa ∅

= 85 %=0.85

a)  a partir de la tabla A-4 Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 20 ° C  a (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg = Psat sat @ 20 ° C =2.3392 kPa Calculando la presión de vapor:

 Pv = ∅ P g=0.85∗2.3392 kPa=1.98832 kPa Entonces, la presión de aire seco:

 Pa= P − Pv = 98 kPa−1.98832 kPa= 96.01168 kPa  b)

 

La humedad específica del aire es:

ω=

0.622 P v

 P − Pv

=

kg,H  O ( ) = 0.012881 98 kPa −1.98832 kPa kg ai airre seco seco

  0.622 1.98832 kPa

2

c) Se sabe que para el aire:

C  p=1.005

  kJ   kJ    y hg =2537.4 kg°C  kg

Entonces, la entalpia de aire por unidad de masa de aire seco es:

h =ha + ω hv ≅ C  p∗T + ω∗hg h =1.005

  kJ   kJ  ∗20 ° C + 0.012881∗2537.4 kg°C  kg

h =52.7842

 kJ   airee seco  air seco kg

3. Un cuart cuarto o cont contie iene ne air airee a 85 ° F  y  y 13.5 psia a una humedad relativa de 60%. Determine a) la presión parcial de aire seco, b) la humedad específica y cc)) la entalpia de aire por unidad de masa de aire seco Datos:

T =85 ° F   P=13.5 psia ∅

= 60 %=0.60

a) Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 20 ° C  a  a partir de la tabla A-4E (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg = Psat sat @ 85 ° F =0.5966  psia Calculando la presión de vapor:

 Pv = ∅ P g=0.60∗0.5966 psia= 0.35796 psia Entonces, la presión de aire seco:

 Pa= P − Pv =13.5  psia−0.35795  psia=13.14204  psia  b) La humedad específica del aire es:

 

ω=

0.622 P v

 P − Pv

=

(

  0.622 0.35796  psia 13.5 psia

)

−0.35796 psia

=0. 0169 01694 4

lbm,H 2 O lbm,aireseco

c) Se sabe que para el aire:

  Btu  Btu g C  =0.24 lbm°F   y h =1098.3 lbm  p

Entonces, la entalpia de aire por unidad de masa de aire seco es:

h =ha + ω hv ≅ C  p∗T + ω∗hg h =0.24

  Btu   Btu ∗85 ° F + 0.01694∗1098.3 lbm° F  lbm

h =39.0052

 Btu airee seco air seco lbm

3

4. Determine Determine las las masas masas de aire aire seco y vapor de de agua contenid contenidas as en un cuarto cuarto de 240 m a 98 kPa, 23°C y 50% de humedad relativa. Datos: 3

V = 240 m

 P= 98 kPa T =23 ° C  ∅

=50 %= 0.50

a) Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 20 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg = Psa satt @ 23 ° C =2.811 kPa Calculando la presión de vapor:

 Pv = ∅ P g=0.50∗2.811 kPa= 1.4055 kPa Entonces, la presión de aire seco:

 Pa= P − Pv = 98 kPa−1.4055 kPa =96.5945 kPa Entonces la masa de aire seco es:

 

ma=

 Pa∗V 

 =

 R a∗T 

3



  96.5945 kPa 240 m 3

 kPa ¿ m   ∗296 K  0.287 kg∗ K 

=272.7532 kg

Y la masa de vapor de agua

m= v

 Pv∗V 

 =



  1.4055 kPa 240 m

3

=2.47597 kg

 kPa ¿ m 3 ∗296 K  0.4615 kg∗ K 

 R v∗T 

5. Aire húmedo húmedo a 100 100 kPa, 20°C 20°C y 90% de humedad humedad relativa relativa se se comprime comprime en un un compresor isentrópico de flujo estacionario a 800 kPa ¿Cuál es la humedad relativa del aire a la salida del compresor? Datos:

 P1=100 kPa  P2=800 kPa T 1=293.15 K =20 ° C  ∅

= 90 %= 0.90

1

Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 20 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg , 1= Psa satt @ 20 ° C =2.3392 kPa Calculando la presión de vapor:  Pv , 1=∅ 1 P g , 1=0.90∗2.3392 kPa=2.105 kPa La humedad específica en a la salida es la misma que a la de la entrada ya que es un compresor isentrópico de flujo estacionario:

ω 1=ω2 =

0.622 Pv , 1

 P 1− Pv , 1

=

(

  0.622 2.105 kPa 100 kPa

)

−2.105 kPa

= 0.013374

k g , H 2  O kg ,air ,airee seco seco

Calculando la temperatura a la salida:

T 2=T 1

( )  P2  P1

k − 1 k 

(

=293.15 K 

800 kPa 100 kPa

)

0.4 1.4

=531.025 K =257.875 ° C 

Entonces la presión de saturación de agua a la salida del compresor @ de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 P

2

g,

= P

=4553.7159 kPa

2 57.8 57.875 75

sat @

° C 

257.875 ° C  a  a

partir

 

Calculando la presión de vapor a la salida:

 Pv , 2=

  ω2∗ P2

= 0.013374∗800 kPa =16.83 kPa ω + 0.622 0. 0133 013374 74 + 0.622 2

Finalmente, la humedad relativa a la salida del compresor es:

 P

  16.83

2

v,

0.36958% 6958% kPa = Pg , = 4553.7159 kPa =0.0036958=0.3

∅2

2

6. Las tempera temperaturas turas de de bulbo seco seco y húmedo húmedo del aire aire atmosfér atmosférico ico a 95kPa 95kPa son 25°C 25°C y 17°C, respectivamente. Determine a) la humedad específica, b) la humedad relativa y c) la entalpia de aire por unidad de masa de aire seco. Datos:

 P2= 95 kPa T 1=25 ° C  T 2=17 ° C  Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 17 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg , 2= Psa satt @ 17 ° C =1.938 kPa a)

La humedad específica es

ω 2=

ω 1=

0.622 P g , 2

 P2− Pg , 2

=

kg,H  O ( ) =0. 012953 kg , ai airre se seco co 95 kPa−1.938 kPa

  0.622 1.938 kPa

C  p ( T 2 −T 1 ) + ω 2∗h fg , 2 hg , 1− Pf , 2

ω 1=0.00962

1.005

=

2

  kJ   ( 17 −25 ) ° C +0.012953∗2460.6 kJ  kg°C  kg  kJ   kJ  2546.5 −71.36 kg kg

kg,H 2 O kg , air aire seco seco

 b) La humedad relativa es ∅

1

=

 

ω1 P 1

( 0.622 +ω ) P 1

= g ,1

 

∗95 kPa

0.00962

( 0.622+ 0.00962 )∗3.1698 kPa

=0.4568 =45.68% 45.68%

 

c) La entalpia de aire por unidad de masa de aire seco es:

h =ha , 1+ ω1 hv , 1 ≅ C  p∗T 1+ ω1∗ hg , 1 h =1.005

  kJ   kJ  ∗25 ° C + 0.00962∗2646.5 kg°C  kg

h =49.644

 kJ   airee seco  air seco kg

7. El aire aire en un cuarto cuarto tiene tiene una temper temperatura atura de bulbo seco seco de 26°C 26°C y una tempera temperatura tura de bulbo húmedo de 21°C. Suponiendo una presión de 100 kPa, determine a) la humedad específica, b) la humedad relativa y c) la temperatura de punto de rocío.

Datos:  P=100 kPa

T 1=26 ° C  T 2=21 ° C  Primero se obtiene la presión de saturación de d e agua @ 21 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pg , 2= Psat @ 21 ° C =2.488 kPa a)

La humedad específica es

ω 2=

ω 1=

0.622 P g , 2

 P2− Pg , 2

=

(

  0.622 2.488 kPa 100 kPa

−2.488 kPa

C  p ( T 2 −T 1 ) + ω 2∗h fg , 2 hg , 1− Pf , 2

ω 1=0. 0137 013769 69

1.005

=

k g , H 2  O kg ,air ,airee seco seco

 b) La humedad relativa es

kg,H  O ) =0. 0 1587 158702 02 2

kg, air aire seco seco

  kJ  kJ   ( 21 −26 ) ° C +0. 015 0158702 8702∗2451.2 kg°C  kg  kJ  kJ  254 254 8 . 3 −88.10 kg kg

 



1

=

 

ω1 P 1

( 0.622 +ω ) P g , 1

= 1

∗100 kPa =0. 6438 6438 = 64.38% 64.38% ( 0.622+ 0.013769 )∗3.3638 kPa  

0.013769

c) Primero se obtiene la presión de vapor de agua @ 26 ° C  a  a partir de la tabla A-4 (Termodinámica. Y. Cengel y M. Boles. 7ma edición):

 Pv , 1= Psa satt @ 36 ° C =2.166 kPa Entonces la temperatura de punto de rocio es:

T  pr=T sat sat @ 2.166kPa = 18.7683

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