Problemas Propuestos I - Te301v

UNI-FIIS-DCB

Ciclo 2019-I

FISICOQUÍMICA y OPERACIONES UNITARIAS

PROBLEMAS PROPUESTOS I

TE-301V

1) Una olla a presión tiene un volumen de 0.1 . Cuando la válvula de la olla empieza a liberar vapor, la presión dentro de ésta es 150 kPa. Considere al inicio 10 Kg de agua total, en la olla. a. ¿Cuál es la calidad de la mezcla saturada en la olla cuando el vapor comienza a escapar?. b. ¿Cuál es la calidad de la mezcla saturada cuando 7Kg de vapor han escapado por la válvula?. 2) Dé una explicación para cada una de las siguientes observaciones: a. Las muy bajas, presión crítica y temperatura crítica del Helio. b. El incremento de la temperatura crítica de gases nobles con el numero atómico. c. La alta temperatura crítica del agua. ̅ , , 2.3 27 48 58 13 50 34 58 42 75 119 65 78 90 5.2 44 150 290 33 155 126 3) Prediga, ¿cuál de las siguientes sustancias, a. la constante de Van der Waals “a” más pequeña?. b. la constante “b”, mayor ?. 4) Cierto gas se encuentra a Pascales, 288 y cte de Van der Waals para este gas, si su cte.

73 94 302

̅

5) Considere la ecuación Virial de un gas a cierta temperatura. Del siguiente gráfico Z versus P, deduzca el signo de y de ( signo: < 0 , > 0 , = 0 )

6) De la ecuación de Virial,

̅

.

̅

versus la Presión

̅

.

, a cierta temperatura.

, a bajas presiones es una línea, con pendiente

proporcional a . (kPa) 12.223

25.20

36.97

60.37

85.23

101.3

0.225

0.456

0.664

1.062

1.468

1.734

(

)

46 99 191

. Estimar el valor de la

, demostrar :

̅

versus

111 72 405

, la cual describe el comportamiento

7) Se presentan datos de densidad de un gas Demuestre que el gráfico

218 59 647 , tiene

8) Para la ecuación de estado de gases, de Redlich Kwong,

̅

⁄

̅ ̅

, donde

“ ” y “ ” son las constantes de Redlich Kwong: Determine una expresión de la Temperatura de Boyle en función de dichas constantes . Ing. Petra E. Rondinel Pineda

UNI-FIIS-DCB 9)

Demostrar ̅

Ciclo 2019-I que

para

la

ecuación

de

̅

, factor de compresibilidad crítico,

estado

cumple con la sgt. ecuación de estado: (

10) Se supone que el

̅

de

)

Berthelot,

̅

, donde son constantes para cada gas. Sabiendo que =72.9 atm, , para el , determinar el factor de compresibilidad de este gas en el estado definido por 100oC, y ⁄ . un volumen específico de 6.948 11) El factor de compresibilidad del a 0oC entre 0 y 400 atm está representado por: . Determinar el valor de los coeficientes del Virial:

para este gas a a 0oC.

12) Haciendo uso del diagrama generalizado de compresibilidad, calcular el volumen ocupado por ̅ 100 g de etileno a 25oC y 50 atm. Las ctes. críticas son: =50.5 atm, ̅ =0.124

.

13) Un cilindro de acero contiene etileno, a El peso del cilindro y el gas es de 70 kg. Se extrae etileno del cilindro hasta que la presión baje a 1/3 de la lectura original. El cilindro y el gas pesan ahora 52 kg, mientras que la temperatura se ha mantenido en 25oC. Calcular el volumen del cilindro en m3. Emplee cartas de factor de compresibilidad generalizadas. : , 14) Un tanque tiene un volumen total de 28.31 L. Inicialmente el tanque se encuentra a 26.7 y contiene 25.48 L de vapor de agua saturado con 2.83 L de líquido saturado. Mediante una bomba de vacío, se succiona desde el tope del recipiente. Determine que porcentaje de la masa inicial de agua ha sido extraída por succión, cuando líquido y vapor alcancen . TABLAS DE VAPOR SATURADO DEL AGUA Temp. Presión Temp. Presión bar bar / / -3 -3 0.01 0.00611 1.0002 x10 206.136 16 0.01818 1.0011 x10 73.333 -3 -3 4 0.00813 1.0001 x10 157.232 17 0.01938 1.0012 x10 69.044 -3 -3 5 0.00872 1.0001 x10 147.120 18 0.02064 1.0014 x10 65.038 -3 -3 6 0.00935 1.0001 x10 137.734 19 0.02198 1.0016 x10 61.293 -3 -3 8 0.01072 1.0002 x10 120.917 20 0.02339 1.0018 x10 57.791 -3 -3 10 0.01228 1.0004 x10 106.379 21 0.02487 1.0020 x10 54.514 -3 -3 11 0.01312 1.0004 x10 99.857 22 0.02645 1.0022 x10 51.447 12 0.01402 1.0005 x10-3 93.784 23 0.02810 1.0024 x10-3 48.574 -3 -3 13 0.01497 1.0007 x10 88.124 24 0.02985 1.0027 x10 45.883 -3 -3 14 0.01598 1.0008 x10 82.848 25 0.03169 1.0029 x10 43.360 -3 -3 15 0.01703 1.0009 x10 77.926 26 0.03363 1.0032 x10 40.994 -3 -3 16 0.01818 1.0011 x10 73.333 27 0.03567 1.0035 x10 38.774 30/03/2019

Ing. Petra E. Rondinel Pineda