Test1 Prueba

TERMODINAMICA QUIMICA

INGENIERIA QUIMICA – UNIVERSIDAD DEL VALLE

© Gustavo Bolaños, IQ, MSc, PhD

EXAMEN PARCIAL 1 TIEMPO: 30 minutos _________________________________________________________________________________ NOMBRE _________________________________ CODIGO ___________________________ Esta parte debe resolverse sin consultar ningún material. Explique su respuesta. Respuesta correcta sin justificación correcta no cuenta.

1) Al abrir la válvula de la figura, fluye metano a 15 bar y 120 °C desde una línea a un cilindro vacío. Cuando la presión en el cilindro alcanza los 15 bar, la temperatura del metano allí contenido es:

a. mayor que 120 °C b. menor que 120 °C c. igual a 120 °C d. necesita más información

2) La Figura muestra un diagrama P-V de dos ciclos reversibles (1-2-3-1 y 1-4-5-1). Cuál de los dos

involucra la mayor cantidad de calor? a. 1-2-3-1 b. 1-4-5-1 c. ambos involucran la misma cantidad de calor d. Q es cero para ambos

3) Un gas ideal se expande de 2 bar a 1 bar, en un proceso adiabático irreversible. Comparado con

un proceso adiabático pero reversible entre las mismas dos presiones, la temperatura final en el proceso irreversible será:

a. mayor b. menor c. igual d. necesita más información

4) Se hace pasar nitrógeno a 300 K y 10 bar a través de una válvula. Si la presión de salida es 1 bar, cuál es la temperatura de salida?

a. 150 K b. 200 K c. 250 K d. 300 K

Ci l i ndro




5) En función de variables medibles, la derivada ∂V∂S"

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%

&'P

es equivalente a:

a. CV

T∂T∂P"

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&'V

b. TCP

∂V∂T"

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&'P

c. ∂T∂P"

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d. −∂V∂T#

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'(P




EXAMEN PARCIAL 1 TIEMPO: 70 minutos _________________________________________________________________________________ En esta parte usted puede consultar libros y apuntes, pero no tareas ni exámenes de semestres anteriores. Enmarque sus repuestas. Muestre las unidades.

1) Un recipiente de acero inoxidable tiene un volumen de 10 L y está diseñado para soportar 1500 psi. Este recipiente se carga con 2 kg de CO2 sólido (“hielo seco”) y se sella herméticamente. Para resolver este problema use las propiedades del CO2 que se muestran en la página anexa.

a. A qué presión aparecerá CO2 líquido en el recipiente? b. Una vez a temperatura ambiente (27 °C), qué porcentaje del volumen ocupará el líquido? c. Hasta qué temperatura se podrá calentar el recipiente sin que exista riesgo de explosión?

2) Una mol/s de propano a 350 °C y 600 cm3/mol se expande en una turbina adiabática, de modo

que sale a una presión de 1 atm. Las propiedades volumétricas del gas se ajustaron a la ecuación de van der Waals:

P = RTv− b

−av2

Las constantes a y b son 92x105 atm cm6

mol2 y 91 cm

3

mol, respectivamente. El CP de gas ideal está

dado por:

CP

R=1.213+ 28.785x10−3T −8.824x10−6T 2

a. Cuál es la temperatura del gas a la salida de la turbina? b. Si suponemos que la temperatura de salida es 200 °C (nada que ver con la parte a), cuánto

trabajo producirá la turbina?




Propiedades del dióxido de carbono Propiedades de saturación desde el punto triple hasta el punto crítico Tsat K 216.6 220 230 240 250 260 270 280 290 300 304.2 Psat bar 5.180 5.996 8.935 12.83 17.86 24.19 32.03 41.60 53.15 67.10 73.83 ρL kg/m3 1178.7 1166.3 1129.2 1089.6 1046.7 1000.0 947.0 885.0 805.8 680.3 466.2 ρV kg/m3 58.1 16.0 23.4 33.3 46.7 64.5 88.5 122.0 172.4 270.3 466.2 hL kJ/kg 386.3 392.6 411.1 430.2 450.3 471.6 494.4 519.2 547.6 585.4 636.6 hV kJ/kg 731.5 733.1 736.7 738.9 739.6 738.7 735.6 729.1 716.9 690.2 636.6

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