termodinaMICA

ACTIVIDAD 3. EJERCICIOS RESUELTOS PROBLEMAS DE USO DE TABLAS. Tenemos 1 kg de agua en fase liquida y en condiciones de saturación a 20 ºC. Determinar la variación de energía interna y entalpia que experimenta dicho sistema cuando lo llevamos a estado de vapor sobrecalentado a 250 ºC y 0.02Mpa.

La tabla adjunta proporciona una serie de volúmenes específicos de vapor de agua para dos presiones y tres temperaturas T(ºc) p

0.1

0.12

200

2.172

1.8081

240

2.359

1.965

280

2.546

2.120

p(MPa)

El volumen especifico en (Km³ - Cm 3) Utilizando los datos para proporcionados, estimar: el volumen esécifico para T=200 ºC y P=0.113 MPa. El objetivo de este ejercicio es que el estudiante adquiera habilidades en la interpolación. La ecuación de la interpolación es: Y = (Y2  – Y1) * (X1- X2) + Y (X2  – X1) Siendo Y y X cualquiera de las propiedades a trabajar. Para este caso volumene especifico presión y temperatura. a) El volumen específico para T=200 ºC Y P=0.113 MPa

b) La temperatura para P=0.12MPa y V=1.85m3/Kg

c) La temperatura para P=0.113MPa y V=2.20m3/Kg

Completar para la siguiente sustancia pura agua la siguiente tabla:

a) b) c) d) e)

T (ºC) 136.30 160 177,69

P(Kpa) 325 618 950

H(KJ/Kg) 1435,3 1682 753,02

x 0.4 0,48 0

descripción Mezcla Mezcla Liquido saturado

Solución: Para el caso a estoy en zona saturada un solo dato para ir a la zona con una Psat =325 KPa y una calida de X= 0.4 TSAT(325 KPa) = 136,30 ºc hf=572,9 kj/kg hfg=2155,95 kj/kg h=572,9 + x.2155,95 = 1435,3 kj/Kg b) para el caso b estoy en zona saturada un solo dato para ir a la tablacon una T=160 ºC. Psat = 617.KPa y h = 1682Kj/kg hf = 675,5KJ/Kg hg = 2758,1 Kj/Kg X = h  – hf = 1682 - 675,5 = 0.48 Hfg 2082,6 Como C es liquido saturado Tsat = 177.69 ºc. hf =753,02KJ/Kg P = 950KPa para el caso d condiciones de saturación a una T 80 ºc y es liquido comprimido. Para el caso e a condiciones P = 800Kpa y h = 3161.7 KJ/Kg.

Agua líquida no saturada se expande hasta vapor sobrecalentado siguiendo los siguientes procesos: Expansión isobárica hasta líquido saturado. Sigue la expansión isobárica hasta vapor húmedo. A continuación se caliente isocóricamente hasta vapor saturado. sigue otra expansión isobárica hasta elevar algunos grados su temperatura. Por último se expande isotérmicamente hasta la presión inicial. Representar todos los procesos en un diagrama PV y PT indicando cada estado por el que pasa el agua, su fase y su calidad.

.

Agua en estado triple se comprime hasta líquido saturado. Mediante un proceso isocórico eleva algunos grados su temperatura obteniéndose líquido no saturado que se expande a continuación isotérmicamente hasta líquido saturado a una temperatura superior a la inicial. El agua líquida se vaporiza totalmente y por último mediante un proceso isocórico se sobrecalienta el vapor hasta la presión del estado crítico. Representar todos los procesos en diagrama PV y PT indicando en cada estado por los que pasa el agua, su fase y calidad.

Se enfría, a volumen constante, una masa de vapor de agua inicialmente a 3 MPa y 400 ºC (estado 1) hasta una temperatura de 200ºC (estado 2). Después se extrae calor del agua a temperatura constante hasta que se alcanza el estado de líquido saturado (estado 3). Determinar: a) el título al final del proceso a volumen constante. b) El calor puesto en juego en cada proceso. c) El trabajo puesto en juego en cada proceso. d) Dibujar los diagramas P-v, P-T.

Determínese el volumen ocupado por 1 Kg de vapor a la presión de 0.8 MN/m2 y título 0.95. Si se expande adiabáticamente hasta la presión de 0.25 MN/m2 de acuerdo con la ley PV1.13=cte, Determínese a) el título final b) la variación de energía interna experimentada.