Objetivo:
En grupos de cuatro (4) personas, desarrollar la siguiente actividad en CLASE.
Duración: 2-1/2 Hora.

1. Un globo esférico con un diámetro de 6 metros se llena con helio a 20 ◦C y 200 Kpa. Determine el número de moles y la masa del helio en el globo utilizando la ecuación de gases ideales.

Datos:

Masa molar helio es 40kg/kmol (tabla A-1)

Hay que calcular el volumen del globo. Nos dan el valor del diámetro, así que el radio es la mitad del diámetro. Entonces si el diámetro es 6 metros, el radio será 3m.
La fórmula para calcular el volumen de una esfera es La temperatura sería 20º + 273 = 293K

Transformando a mol esas kmol, es 9,286 x 10"3 mol

En cuanto a la otra pregunta, la masa del helio: 9,286 …ver más…

Por lo que: y , Z lo obtenemos de la gráfica de compresibilidad generalizada, para ello ubicamos la presión critica de 0,45 en el eje de las abscisas, seguido nos desplazamos verticalmente en la gráfica hasta cortar la curva de temperatura critica de 1,04 K, a partir de este punto nos movemos a la izquierda hasta cortar el eje de las ordenada (eje de factor de compresibilidad) en ese punto leemos el valor del factor Z que es igual de acuerdo a los datos de PR y TR a 0,84, sabemos que:

Si comparamos los valores calculados en los apartados a) y b) con el valor que da las tablas de vapor sobrecalentado para el agua a T = 400 °C y P= 10 MPa obtenemos que v= 0,026436 m3/kg. En primer caso se estaría cometiendo un error del 17,6% mientras que en el segundo caso el error seria de apenas 1,3%.

4. Determine el volumen específico de gas nitrógeno a 10 Mpa y 150 K con base en: a) ecuación de gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada.

Respuestas

a) 0,004452 m3/kg
b) 0.002404 m3/kg

5. Determine el cambio de entalpia ∆h del nitrógeno, en KJ/Kg, cuando es calentado de 600 a 1000 K, utilizando a) datos de la tabla del nitrógeno A.18, b) el valor promedio del calor especifico A.2B.

Solución

Datos:
T1 = 600 k
T2 = 1000 k
=?

a)

b) Sabemos que . Si cP es constante entones