Capítulo 03: Propiedades de las sustancias puras

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-108 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-108 Durante un cálido día de verano en la playa, cuando la temperatura del aire es 30 °C, alguien dice que la presión de vapor de agua en el aire es 5.2 kPa. ¿Es razonable lo que dice? Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-107 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-107 Imagine un vaso de agua en un recinto que está a 20 °C y 40 por ciento de humedad relativa de aire. Si la temperatura del agua es 15 °C, determine la presión de vapor a) sobre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-106 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-106 1 kg de dióxido de carbono se comprime desde 1 MPa y 200 °C hasta 3 MPa, en un dispositivo de cilindro-émbolo, ajustado para ejecutar un proceso politrópico para el cual PV1.2 constante. Determine la temperatura final, considerando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-105 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-105 Regrese al problema 3-104. Use el programa EES (u otro) para comparar las presiones obtenidas con la ley del gas ideal y la ecuación de Beattie-Bridgeman, con los datos que proporciona EES para el nitrógeno. Trace la gráfica…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-104 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-104 El nitrógeno a 150 K tiene un volumen específico de 0.041884 m3/kg. Determine la presión del nitrógeno usando a) la ecuación del gas ideal y b) la ecuación de Beattie-Bridgeman. Compare sus resultados con el valor experimental de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-103E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-103E El refrigerante-134a a 160 psia tiene un volumen específico de 0.3479 pies3/lbm. Determine la temperatura del refrigerante utilizando a) la ecuación de gases ideales, b) la ecuación de Van der Waals y c) la tabla de refrigerantes. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-102E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-102E Se calienta monóxido de carbono en un recipiente rígido, de 14.7 psia y 70 °F, hasta 800 °F. Calcule la presión final del monóxido de carbono, considerándolo como a) un gas ideal y b) un gas de Benedict-Webb-Rubin.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-101 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-101 Se calienta metano en un recipiente rígido, de 80 kPa y 20 °C hasta 300 °C. Determine la presión final del metano considerándolo a) un gas ideal y b) un gas de Benedict-Webb-Rubin. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-100 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-100 Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 100 gramos de monóxido de carbono. Inicialmente, el monóxido de carbono está a 1 000 kPa y 200 °C. Luego se calienta hasta que su temperatura es de 500 °C. Determine el volumen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-99C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-99C ¿Cuál es el significado físico de las dos constantes que aparecen en la ecuación de estado de Van der Waals? ¿Con qué base se determinan? Solución: Solución 1: Canal         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-98 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-98 Determine el volumen específico de nitrógeno gaseoso a 10 MPa y 150 K, usando a) la ecuación del gas ideal y b) la carta de compresibilidad generalizada. Compare estos resultados con el valor experimental de 0.002388 m3/kg, y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-97 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-97 En un tubo entra dióxido de carbono gaseoso, a 3 MPa y 500 K, con un flujo de 2 kg/s. Ese CO2 se enfría a presión constante mientras pasa por el tubo, y a la salida, la temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-96 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-96 ¿Qué porcentaje de error se comete al considerar que el dióxido de carbono a 5 MPa y 25 °C es un gas ideal? Solución: Solución 1: Canal         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-95 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-95 Se calienta metano, que estaba a 8 MPa y 300 K, a presión constante, hasta que su volumen aumenta en un 50 por ciento. Determine la temperatura final, usando la ecuación del gas ideal y el factor de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-94E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-94E Se calienta vapor de agua saturado a 400 °F, a presión constante, hasta que su volumen aumenta al doble. Calcule la temperatura final, usando la ecuación del gas ideal, la carta de compresibilidad y las tablas de vapor.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-93 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-93 Se calienta vapor de agua saturado a presión constante, desde 350 °C hasta que su volumen aumenta al doble. Determine la temperatura final, con la ecuación del gas ideal, la carta de compresibilidad y las tablas de vapor.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-92 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-92 Se calienta etileno a presión constante, de 5 MPa y 20 °C, hasta 200 °C. Use la carta de compresibilidad para determinar el cambio en el volumen específico del etileno, resultado de este calentamiento Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-91 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-91 Se va a calentar etano en un recipiente rígido, desde 80 psia y 100 °F hasta que su temperatura sea 540 °F. ¿Cuál es la presión final del etano, determinada con la carta de compresibilidad? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-90 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-90 Calcule el volumen específico de vapor de agua sobrecalentado a 3.5 MPa y 450 °C, de acuerdo con a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada, y c) las tablas de vapor. Determine el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-89 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-89 Calcule el volumen específico del vapor de refrigerante 134a a 0.9 MPa y 70 °C, con base en a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada y c) datos de tablas. Determine también el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-88 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-88 Regrese al problema 3-87. Resuelva el problema usando la función de compresibilidad generalizada en el programa EES. También use EES para comparar el volumen específico del agua para los tres casos, a 15 MPa, en el intervalo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-87 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-87 Determine el volumen específico de vapor de agua sobrecalentado a 15 MPa y 350 °C, mediante a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada y c) las tablas de vapor. Determine también el error…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-86C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-86C ¿Cómo se definen presión reducida y temperatura reducida? Solución: Solución 1: Canal         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-85C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-85C ¿Cuál es el principio de los estados correspondientes? Solución: Solución 1: Canal         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-84C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-84C ¿Cuál es el significado físico del factor de compresibilidad Z? Solución: Solución 1: Canal         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-83 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-83 La presión en un neumático de automóvil depende de la temperatura del aire que contiene. Cuando esa temperatura es 25 °C, el medidor indica 210 kPa. Si el volumen del neumático es 0.025 m3, determine el aumento de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-82 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-82 0.6 kg de argón llenan un dispositivo de cilindro-émbolo, a 550 kPa. Se mueven el émbolo cambiando sus cargas, hasta que el volumen es el doble de su magnitud inicial. Durante este proceso, la temperatura del argón se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-81 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-81 Un recipiente rígido cuyo volumen se desconoce está dividido en dos partes mediante una división. Un lado del recipiente contiene un gas ideal a 927 °C. El otro lado está al vacío y tiene un volumen del doble…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-80 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-80 Un recipiente rígido contiene un gas ideal a 1 227 °C y 200 kPa manométricos. El gas se enfría hasta que la presión manométrica es de 50 kPa. Si la presión atmosférica es de 100 kPa, determine la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-79E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-79E Un recipiente elástico contiene 2.3 lbmol de aire a 65 °F y 32 psia. ¿Cuál es el volumen del recipiente? Si el volumen se duplica a la misma presión, determine la temperatura final. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-78 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-78 Un recipiente de 1 m3 con aire a 25 °C y 500 kPa, se conecta con otro recipiente que contiene 5 kg de aire a 35 °C y 200 kPa, a través de una válvula. La válvula se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-77 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-77 Regrese al problema 3-76. Use el programa EES (u otro) para investigar el efecto del diámetro del globo sobre la masa de helio que contiene, para las presiones de a) 100 kPa y b) 200 kPa. Haga variar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-76 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-76 Un globo esférico de 9 m de diámetro se llena con helio a 27 °C y 200 kPa. Determine la cantidad de moles y la masa del helio en el globo. Respuestas: 30.6 kmol, 123 kg Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-75 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-75 Una masa de 2 kg de helio se mantiene a 300 kPa y 27 °C en un contenedor rígido. ¿Qué capacidad tiene el contenedor en m3? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-74E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-74E Un contenedor de 3 pies3 se llena con 2 lbm de oxígeno, a una presión de 80 psia. ¿Cuál es la temperatura del oxígeno? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-73 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-73 ¿Cuál es el volumen específico del nitrógeno a 300 kPa y 227 °C? Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-72C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-72C El propano y el metano se usan con frecuencia para calefacción en invierno, y las fugas de esos combustibles, aun durante periodos cortos, son un peligro de incendio para los hogares. ¿Qué fuga de gas cree usted que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-71C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-71C ¿Cuál es la diferencia entre R y Ru? ¿Cómo se relacionan las dos? Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-70C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-70C ¿Bajo qué condiciones es adecuada la suposición del gas ideal para los gases reales? Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-69C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-69C ¿Cuál es la diferencia entre masa y masa molar? ¿Cómo se relacionan? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-68 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-68 Un recipiente rígido de 0.3 m3 contiene, al principio, un vapor húmedo de agua, a 150 °C. Entonces se calienta el agua hasta que llega al estado de punto crítico. Calcule la masa del agua líquida y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-67 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-67 Los diagramas de estado presión-entalpía son útiles para estudiar sistemas de refrigeración y otros parecidos. Use el programa EES (u otro) y datos de propiedades reales para representar el diagrama de presión-entalpía para refrigerante 134a, que incluya las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-66 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-66 Un recipiente de 0.5 m3 contiene 10 kg de refrigerante 134a a –20 °C. Determine a) la presión, b) la energía interna total y c) el volumen ocupado por la fase líquida. Respuestas: a) 132.82 kPa, b) 904.2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-65 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-65 Un recipiente rígido contiene 2 kg de refrigerante 134a a 800 kPa y 120 °C. Determine el volumen del recipiente y la energía interna total. Respuestas: 0.0753 m3, 655.7 kJ. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-64 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-64 En un principio, 100 g de refrigerante 134a llenan un dispositivo de cilindro-émbolo con carga constante, a 60 kPa y -20 °C. A continuación se calienta el dispositivo hasta que su temperatura es 100 °C. Determine el cambio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-63 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-63 ¿Cuánto error se cometería al calcular el volumen específico y la entalpía del agua a 20 MPa y 140 °C, usando la aproximación para líquido incompresible? Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-62E TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-62E ¿Cuánto error cabe esperar al determinar la entalpía específica si se aplica la aproximación para líquido incompresible al agua a 1 500 psia y 400 °F? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-61 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-61 Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene inicialmente 1.4 kg de agua líquida saturada a 200 °C. Entonces, se transmite calor al agua, hasta que se cuadruplica el volumen, y el vapor sólo contiene vapor saturado. Determine a) el volumen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-60 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-60 Un recipiente rígido contiene vapor de agua a 250 °C, a una presión desconocida. Cuando el recipiente se enfría a 124 °C, el vapor comienza a condensarse. Estime la presión inicial en el recipiente. Respuesta: 0.30 MPa Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-59 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 3-59 Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.8 kg de vapor de agua a 300 °C y 1 MPa. El vapor se enfría a presión constante, hasta que se condensa la mitad de su masa. a) Muestre el proceso en…