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fox
Nivel 3
Registrado: 29 Mar 2006
Mensajes: 41
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gente, me gustaria queme ayuden a resolver este ejercicio. Se que lo tomaron y se que es una boludez si sabes algo clave que te hace resolverlo en 10 min, pero no se que es!!
Aca va el problema
Un recipiente rígido y diatérmico (perfectamente conductor) está dividido al medio por un tabique de iguales características que el recipiente. En el recinto superior se ha efectuado vacío, siendo su volumen 10 m3. En el recinto inferior también de 10 m3 hay aire húmedo a t = 25ºC, junto con 0,01 m3 de agua líquida, ambos a una presión total de 300 KPa. Calcular al quitar el tabique el estado final del aire húmedo.
Ro = 2501,30 KJ/kg
Ras = 0,287 KJ/kg K
Rv = 0,4165 KJ/kg K
CPas 0ºC = 1,005 KJ/kg ºC
CPv 0ºC = 1,8723 KJ/kg ºC
CVas 0ºC = 0,718 KJ/kg ºC
CVv 0ºC = 1,4108 KJ/kg ºC
Po = 101,3 Kpa
To = 298 K
V1= 10 m3
VACÍO
V2= 10 m3
AIRE HÚMEDO
Pt = 300 Kpa
T = 25ºC
Agua: 0,01 m3
Alguno sabe como resolverlP??
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fuckin_gordito
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 21 Jul 2006
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Ubicación: P. Chacabuco
Carrera: Industrial
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All'alba vincerò!
vincerò, vincerò!
vincerò!
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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Yo hice esto:
Inicialmente tenés que hacer un par de consideraciones como que el sistema está en equilibrio, y blah blah.
Digo esto porque esa agua no se pudo disolver porque el aire está saturado. Imaginate el proceso donde vos tenés aire humedo, empezás a aumentar la presión hasta saturar y en un momento vas a tener niebla.
Entonces la presión de saturación para el vapor (de la tabla) es ![[tex]3,169 kpa [/tex]](images/latex/7214db4df4f7c1f5ff4d18ff61651302b24d28a4_0.png "[tex]3,169 kpa [/tex]") . y ![[tex] X_s = \frac{0,622 \cdot P_{vs}}{P_T - P_{vs}} = \frac{0,622 \cdot 3,169 kpa}{300kpa - 3,169 kpa} = 6,6305 \cdot 10^{-3} kg_v / kg_{as} [/tex]](images/latex/c19eaa3002e28ff80e61a3a3af85edd945f2e706_0.png "[tex] X_s = \frac{0,622 \cdot P_{vs}}{P_T - P_{vs}} = \frac{0,622 \cdot 3,169 kpa}{300kpa - 3,169 kpa} = 6,6305 \cdot 10^{-3} kg_v / kg_{as} [/tex]")
Entonces acá viene la parte que -puede ser- estés pifiando, igualmente no es necesaria que la hagas:
sabés que el agua como liquido tiene un volumen ![[tex]0,001m^3/kg [/tex]](images/latex/8376f1cd455654bb374c59e66d9ad35041996cec_0.png "[tex]0,001m^3/kg [/tex]") o sea tendríamos 10kg de agua en este caso.
Ahora esto sí tenés que hacerlo. Para sacar la masa de aire seco usamos la ecuación de los gases ya que el aire lo consideramos como gas ideal.
![[tex] m_{as} = \frac{P_{as} \cdot (V_T - V_{agua})}{R_A \cdot T} = \frac{(300-3.169)Kpa \cdot 9,99 m^3}{0,287 kj/kg K \cdot 298K} = 34,6718 kg_{as} [/tex]](images/latex/caa9701a1ba94565e48f2cad11117bcbb4c81314_0.png "[tex] m_{as} = \frac{P_{as} \cdot (V_T - V_{agua})}{R_A \cdot T} = \frac{(300-3.169)Kpa \cdot 9,99 m^3}{0,287 kj/kg K \cdot 298K} = 34,6718 kg_{as} [/tex]")
Entonces la masa de vapor la sacamos como ![[tex] m_{as} \cdot X = m_v = 34,67 kg_{as} \cdot 6,63 \cdot 10^{-3} kg_v/kg_{as} =0,2302 kg_v [/tex]](images/latex/7f290a86e83219d35a65f2692c5b139f6c7ab263_0.png "[tex] m_{as} \cdot X = m_v = 34,67 kg_{as} \cdot 6,63 \cdot 10^{-3} kg_v/kg_{as} =0,2302 kg_v [/tex]")
Ahora cuando quitás el tabique fijate que el recipiente es diatérmico, o sea la temperatura final va a ser igual a ![[tex]T_0[/tex]](images/latex/a0e407c4d13a4024d009a3d3080cbd392543c313_0.png "[tex]T_0[/tex]") . También recordemos que la masa de aire seco sigue siendo la misma y que aca viene algo clave porque sino me parece que no se puede hacer. Despreciemos el volumen que puede llegar a variar por la transformación del líquido en vapor.
entonces para el aire ahora
![[tex] P_{as} = \frac{34,6718 kg_{as} \cdot 0,287 \cdot 298}{39,99m^3} = 74,152 kpa [/tex]](images/latex/4006af047094e422f258e9b719f27741db860eaa_0.png "[tex] P_{as} = \frac{34,6718 kg_{as} \cdot 0,287 \cdot 298}{39,99m^3} = 74,152 kpa [/tex]")
entonces el ![[tex]X_s [/tex]](images/latex/5f840601e5ac8637470b25e4d11d0b3cd1ac9bdc_0.png "[tex]X_s [/tex]") para el nuevo estado es ![[tex] X_s = \frac{0,622 \cdot 3,169kpa}{74,152kpa}=0,02658 kgv/kg_{as} [/tex]](images/latex/e2afbf7fcb25fa0d5fb201d84362f2425d1b9070_0.png "[tex] X_s = \frac{0,622 \cdot 3,169kpa}{74,152kpa}=0,02658 kgv/kg_{as} [/tex]")
y la masa de vapor final es ![[tex] m_{as} \cdot X = 34,671815 \cdot 0,02658 = 1,71 kg_v [/tex]](images/latex/9a3f01556d866fcf8fe179175a372541c586d43d_0.png "[tex] m_{as} \cdot X = 34,671815 \cdot 0,02658 = 1,71 kg_v [/tex]")
es decir ahora tenemos (10 - (1.71- 0,23)) kg de agua
0,23 es el vapor que había antes
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fox
Nivel 3
Registrado: 29 Mar 2006
Mensajes: 41
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la catedra es milano
Ahora yo me acuerdo que me dijeron que al haber agua liquida, queeria decir que el vapor estaba saturado, y por lo tanto el phi era = a 1
Puede ser eso??
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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si por eso ![[tex]P_v=P_vs[/tex]](images/latex/fc944a58496da2ebe0bbf50ea1b45bdf0324033c_0.png "[tex]P_v=P_vs[/tex]") y cuando calculo X resulta ser igual al ![[tex] X_S [/tex]](images/latex/38528ab188b2c74bee15a789a66d0d8d426b595f_0.png "[tex] X_S [/tex]")
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FFXE
Nivel 4
Edad: 35
Registrado: 25 Sep 2007
Mensajes: 93
Ubicación: Larrea 1573, CABA
Carrera: Industrial
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| Me parece que hay un número mal. Cuando calculas la presión nueva dividiste por 39,99 y me parece que hay que dividir por 19,99 (10 m3 + 10 m3 - 0.01 m3). Si tengo razón, los números a partir de ahí están mal, pero la conclusión sigue siendo correcta igualmente. Sigue quedando agua líquida en el fondo, por lo que el aire en el estado 2 sigue saturado.
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- Creanle a Newton -
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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| sisi tenés razón, perdón por el error
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Lucas.F
Nivel 6
Edad: 35
Registrado: 11 Dic 2007
Mensajes: 278
Ubicación: Caballito
Carrera: Industrial
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Solo para los interesados, el ej practico del ultimo final de termo para Coladonato/Hutin fue muuy parecido a este. La unica diferencia era que el aire se enfriaba luego de quitar el tabique y que en el estado inicial no habia liquido en equilibrio con su vapor.
Espero que les sirva
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marax
Nivel 6
Registrado: 19 Feb 2010
Mensajes: 229
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Holas, yo tengo dudas de como resolver este problema que tomaron el otro dia (catedra : milano) sobre aire humedo.
Se tiene un cilindro adiabatico , con un piston tmb adiabatico. En el cual se encuentra Aire humedo y una masa de agua en el fondo.La Pt=200kpa, Gv=o,1kg agua liquida saturada Se tiene una serpentina la cual transfiere calor al cilindro. Y pide calcular:
A)Humedad relativa y absolutas inicial y final
b)Cantidad de calor entregado por el vapor.
Les adjunto el diagrama con los datos que faltan:
Me gustaria que me dijieran de donde estudiaron esta parte porque la verdad no la tengo muy clara  . Estudie del Garcia pero no me gusto mucho , si tienen otro libro diganmelo por favor.
Desde ya muchas gracias.
Pd: lo puse en este post para no abrir otro, si no lo lee nadie despues abro uno :p
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Jojo
Nivel 7
Edad: 35
Registrado: 04 Ago 2007
Mensajes: 396
Carrera: Industrial
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En mi experiencia, los ejercicios de final (y de parcial también) que se toman en el curso de Milano, suelen estar mal. ´Me pasó que llegué un volumen negativo, y el tipo nos dijo a 5 min de terminar,....si el ejercicios está mal.
Y ese que pusieron, lo rendí yo en el final, y también llegaba a cualquier verdura, pero como estaba planteado bien me aprobaron.
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Jo!
She comes in colors everywhere, she combs her hair, she's like a rainbow...
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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| marax escribió:
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Holas, yo tengo dudas de como resolver este problema que tomaron el otro dia (catedra : milano) sobre aire humedo.
Se tiene un cilindro adiabatico , con un piston tmb adiabatico. En el cual se encuentra Aire humedo y una masa de agua en el fondo.La Pt=200kpa, Gv=o,1kg agua liquida saturada Se tiene una serpentina la cual transfiere calor al cilindro. Y pide calcular:
A)Humedad relativa y absolutas inicial y final
b)Cantidad de calor entregado por el vapor.
Les adjunto el diagrama con los datos que faltan:
Me gustaria que me dijieran de donde estudiaron esta parte porque la verdad no la tengo muy clara . Estudie del Garcia pero no me gusto mucho , si tienen otro libro diganmelo por favor.
Desde ya muchas gracias.
Pd: lo puse en este post para no abrir otro, si no lo lee nadie despues abro uno :p
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Disuculpá, hay algo que no me queda claro: ¿inicialmente está en equilibrió? Por mi duda es si los datos que aparecen en la imagen son del estado inicial o el final. No está muy claro.
Suponiendo que inicialmente está en equilibrio y se le empieza a suministrar calor (me gustó tu resistencia) lo que tenés que hacer es calcular la variación de volumen para calcular el trabajo sería 200kpa . delta V y la variación de energía interna con la formulita U = Cv_aire .t + x (r_vapor + C_v vapor t) . Entonces aplicando primer principio sacás el calor.
Ahora si tu duda va más allá, es decir no podés calcular la humedad absoluta y las presiones parciales, decime que lo hago, ahora no puedo..
Por último: para los problemas de aire humedo tenés los problemas del libro de García. Yo lo recomiendo hasta ahí nomás porque de los 6 problemas que hay de aire húmedo sólo 2 o 3 son lógicos, los demás tenés que hacer tanteos y suposiciones que a mí mucho no me convencen (es decir en un examen ni en pedo se me ocurriría hacer eso). En fin.
PD: después lo paso a latex
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marax
Nivel 6
Registrado: 19 Feb 2010
Mensajes: 229
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Perdona, al principio si esta en equilibrio el sistema y despues la cañeria esa que me salio forma de resistencia , pasa el vapor que intercambia calor con el cilindro. Todos los datos son iniciales.
Se que es muy molesto pero si me lo pones completo te voy a estar muy agradecido.
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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OK. Había entendido cualquiera.
Primero vemos el estado inicial del vapor de la cañería:
tenemos vapor a 500kpa sobrecalentado a 350°C. Me interesa la entalpía por ser un sistema abierto (la cañería), entonces mirando en la tabla 3168,11 kj/kg y como la masa es de un kg el valor de la entalpía no es otra cosa que 3168,11 kj. Lo que me haría dudar acá es que si un sistema abierto la masa deberían habértela dado en función del tiempo, pero bue, supongamo que es 1kg/s.
Como sale en estado de líquido saturado, con el cilindro solo se intercambió calor, la presión sigue tal cual. Entonces me fijo en la tabla la entalpía (h'') para 500kpa. Resulta ser 2747,54 Kj
Entonces como en la cañería ![[tex] L_{cir} = 0 [/tex]](images/latex/29caa7566264afb9b342785a5418bc32d4d748c2_0.png "[tex] L_{cir} = 0 [/tex]") entonces ![[tex] \Delta H = Q [/tex]](images/latex/031e9377005d472a2789ae511c0dfdcd7082556b_0.png "[tex] \Delta H = Q [/tex]") . Por lo tanto ![[tex] 2747,54 Kj - 3168,11 Kj = -420,57 Kj [/tex]](images/latex/4614c24ce09a1e6a5845a01d0f122ae7e26bbdd3_0.png "[tex] 2747,54 Kj - 3168,11 Kj = -420,57 Kj [/tex]")
Significa que la cañería cedió calor al cilindro, lo cual es lógico.
Ahora veamos cómo afecto al aire húmedo del cilindro
Como hay agua en estado líquido significa que el aire está saturado. El dato que te dan es la temperatura de rocío que no es otra cosa que la temperatura de saturación, por lo tanto estamos a esa temperatura.
La presión de vapor será la correspondiente a esa temperatura, mirando en la tabla vemos que a 10°C ![[tex]P_{VS}=1,227 kPa [/tex]](images/latex/8624cacdb4ea57794764f1c74641ffb8e07f664b_0.png "[tex]P_{VS}=1,227 kPa [/tex]") Si Pt=200Kpa entonces la presión del aires es la diferencia de éstas: ![[tex] P_{as} = 200kpa - 1,227kpa = 198,773 kpa [/tex]](images/latex/aa84bb3aba64753a7c228e30d5c52952850c0164_0.png "[tex] P_{as} = 200kpa - 1,227kpa = 198,773 kpa [/tex]")
Ahora tengamos en cuenta que en el fondo del cilindro tenemos 0,1kg de agua, el volumen del agua se considera consetante a entonces si tenemos 0,1 kg tenemos ![[tex] 1\cdot 10^{-4} m^3 [/tex]](images/latex/b4d875c1036e028a1ca73b0c8bace14b272ee2e3_0.png "[tex] 1\cdot 10^{-4} m^3 [/tex]") de agua.
Planteamos la ecuación de los gases para el aire.
![[tex] \frac{ p_{As} \cdot v_{As} }{R \cdot T} = m_{As} [/tex]](images/latex/a49d2210e455c3b3dbdf86556b419567132f6419_0.png "[tex] \frac{ p_{As} \cdot v_{As} }{R \cdot T} = m_{As} [/tex]")
no me compila la ecuación de los gases, pero no importa. Lo más importante es que en presión tenés que poner la del aire seco y el volumen es el total menos el del agua. Paso la presión a kgf/cm2
![[tex] \frac{20,2688 kgf/cm^2 \cdot (10 m^3 -1 \cdot 10^{-4} m^3)}{29,27kgfm/kg°C \cdot 283°K}= 244,68 kg[/tex]](images/latex/6d75f5ea6598c58a9af053f238ce047bc8083be1_0.png "[tex] \frac{20,2688 kgf/cm^2 \cdot (10 m^3 -1 \cdot 10^{-4} m^3)}{29,27kgfm/kg°C \cdot 283°K}= 244,68 kg[/tex]")
bueno, haciendo los que no pide el problema: está claro que inicialmente la humedad relativa es 100%. Con respecto a la absoluta hay que hacer:
![[tex] x= \frac {0,622 P_{vs}}{P_T - P_vs } [/tex]](images/latex/457d0cf2d45246bb862494b8cf32efe7d54829b8_0.png "[tex] x= \frac {0,622 P_{vs}}{P_T - P_vs } [/tex]") ![[tex] = \frac {0,622 \cdot 1,227}{200kpa - 1,227kpa} = 3,8395255 \cdot 10^{-3} kgv/kg_{as} [/tex]](images/latex/4888ba378cf538bb541db3ef209704b9a18a0981_0.png "[tex] = \frac {0,622 \cdot 1,227}{200kpa - 1,227kpa} = 3,8395255 \cdot 10^{-3} kgv/kg_{as} [/tex]")
no sé por qué mierda no compila.
Entonces aplicando primer principio: la energía interna será
![[tex]U_i=m_{as} 0,35 t + x(567 + 0,35t) + m_{agua} \cdot 1 kcal/kg°C t [/tex]](images/latex/ad7f26ec8c7b2731bb0e7a93b5e3d9542ac4c51b_0.png "[tex]U_i=m_{as} 0,35 t + x(567 + 0,35t) + m_{agua} \cdot 1 kcal/kg°C t [/tex]")
Bueno hasta acá llego mi amor. Básicamente tenés que reemplazar por las temperatura en °C y obtenés la energía interna.
Aplicando primer pricipio teniendo el calor que habíamos calculado y la P_T. sacás deltaV. El tema es que no sé cómo calcular el estado final de la energía interna. Me parece que podés suponer que quedó a la misma temperatura del vapor de la cañería, pero no estoy seguro
Cualquier cosa volvé a preguntar
\MOD (4WD): Arreglo los detalles de Latex para que compile...
\MOD (4WD): Drako, usá el "." para escribir la coma en Latex. Acá no lo cambié
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fox
Nivel 3
Registrado: 29 Mar 2006
Mensajes: 41
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Se resolvia asi, a mi me desaprobaron.
Gente, necesito conseguir ejercicios tipo final de Ciclos (vapor y/o frigo) Cuales son los de la guia que mas se parecen??
Alguno tiene un tema de ciclos de final??
Mcuhas gracias
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fuckin_gordito
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 21 Jul 2006
Mensajes: 4207
Ubicación: P. Chacabuco
Carrera: Industrial
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fox, el ejercicio q posteaste vos al iniciar el topico se resuelve tranqui usando el primer principio
solo tenes q tener en cuenta q el aire humedo esta saturado y q las capacidades calorificas a v cte y p cte te van a quedar con una parte correspondiente al vapor y otra correspondiente al aire.
desp usas tmb la ecuacion de gases
y te quedan 3 ecuac. con 3 incognitas
cuidado q tenes q usar q considere al sistema como la masa de aire humedo.
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