Prep.
Nelson Ramos, Prep: Yusmary Gonzales
Termodinámica para ingenieros químicos I
Clase N°5: Primera ley para sistemas
cerrados con sustancias pura y gas ideal.
1.
Se tiene un cilindro pistón sin
topes, cuyo volumen inicial es de 1m3.
En el interior del mismo se encuentra nitrógeno como gas ideal a 150kPa y 25°C.
La sustancia se somete a interacciones de calor hasta obtener un trabajo de
desplazamiento cuyo modulo es de 20kJ, encontrándose el gas en este punto a una
temperatura de 150°C y una presión de
1MPa. Determine:
a)
Masa de nitrógeno(kg)
b)
Dirección del trabajo de
desplazamiento.
c)
Magnitud y dirección del calor
(kJ)
2.
En un tanque rígido dividido en
dos compartimientos se encuentran 0,128m3
de agua a 7bar y 200°C en uno de los
compartimientos, mientras que en el otro
se tienen 0,21kg de líquido saturado a 100°C. Con el tiempo la separación entre
los dos compartimientos se destruye y ocurre el mezclado.
Determine: La cantidad de calor que se debe adicionar o retirar del
tanque para que finalmente el agua se encuentre como vapor saturado.
3.
Un ingeniero de procesos de la
planta de producción de amoniaco Amonian-quim CA. Realizo seguimiento durante
su jornada de trabajo al área de mezclado. Para ese día la producción fue baja;
se trabajo con 5 toneladas de amoniaco las cuales se encontraban en el mezclador. Dicho
mezclador cuenta con un sistema de agitación y un dispositivo de calentamiento
que suministra el calor necesario al sistema, según lo reportado por el
ingeniero inicialmente la temperatura del amoniaco era de 16ºC con una entropía
de 6,415kJ/kg.K, y se conoce que gracias al suministro de calor alcanza una
temperatura de 80ºC. Se sabe que el mezclador debe trabajar a presión de operación
constante y además se tiene que: W(kJ)= (∆U/2) +100 y h= u
+ Pv
Determine:
La magnitud del calor suministrado al contenido en el mezclador.
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