Capítulo 13: Mezcla de gases

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-69 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-69 Entran etano (C2H6) a 15 °C y 300 kPa y metano (CH4) a 60 °C y 300 kPa a una cámara adiabática de mezclado. El flujo másico de etano es de 6 kg/s, que es el doble del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-68 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-68 Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene una mezcla de 0.5 kg de H2 y 1.6 kg de N2 a 100 kPa y 300 K. Ahora se transfiere calor a la mezcla a presión constante hasta que el volumen se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-67 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-67 Una mezcla de hidrógeno y oxígeno tiene una fracción másica de hidrógeno de 0.33. Determine la diferencia en la entropía de la mezcla entre un estado de 750 kPa, 150 °C y otro estado de 150 kPa, 150 °C,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-66 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-66 Reconsidere el problema 13-65E. Usando el software EES (u otro), resuelva primero el problema planteado y luego, con todas las demás condiciones iguales, resuelva el problema para determinar la composición de nitrógeno y dióxido de carbono necesaria para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-65 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-65 Una mezcla de gases de 65 por ciento de N2 y 35 por ciento de CO2 (sobre la base de masa) entra a la tobera aceleradora de un motor de propulsión a 60 psia y 1.400 R con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-64 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-64 Una mezcla gaseosa consiste en 75 por ciento de metano y 25 por ciento de etano, por masa. Una cantidad de un millón de pies cúbicos de esta mezcla está atrapada en una formación geológica como gas natural…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-63 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-63 ¿Cómo se compara la eficiencia térmica del ciclo del problema 13-62E con la predicha por el análisis de aire estándar? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-62 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-62 El gas que pasa por la turbina de un ciclo ideal Brayton simple tiene una composición volumétrica de 20 por ciento de nitrógeno, 5 por ciento de oxígeno, 40 por ciento de dióxido de carbono y 35 por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-61 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-61 ¿Cómo se compara la eficiencia térmica del ciclo del problema 13-60 con la predicha por el análisis de aire estándar? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-60 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-60    Durante el proceso de expansión de un ciclo ideal de Otto, el gas es una mezcla cuya composición volumétrica es 30 por ciento de nitrógeno, 10 por ciento de oxígeno, 35 por ciento de agua y 25…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-59 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-59    Una mezcla de gases de hidrocarburos está compuesta de 60 por ciento de metano, 25 por ciento de propano y 15 por ciento de butano (por peso). Esta mezcla se comprime de 100 kPa y 20 °C…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-58 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-58 Un recipiente rígido aislado está dividido en dos compartimientos mediante una mampara. Un compartimiento contiene 2.5 kmol de CO2 a 27 °C y 200 kPa, y el otro compartimiento contiene 7.5 kmol de gas H2 a 40 °C…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-57 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-57 Se suministran propano y aire a un motor de combustión interna de tal manera que la relación aire-combustible es de 16 cuando la presión es de 95 kPa y la temperatura es de 30 °C. La relación de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-56 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-56 Las fracciones másicas de una mezcla de gases son 15 por ciento de nitrógeno, 5 por ciento de helio, 60 por ciento de metano y 20 por ciento de etano. Esta mezcla está confinada en un recipiente rígido…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-55 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-55 Una mezcla de gases consiste en 30 por ciento de hidrógeno, 40 por ciento de helio y 30 por ciento de nitrógeno, por volumen. La mezcla se expande isentrópicamente de 5 000 kPa y 600 °C a 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-54 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-54 Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene una mezcla de helio y nitrógeno, con una fracción másica de nitrógeno de 35 por ciento. El dispositivo está ajustado para mantener una presión fija de 100 psia. Determine el trabajo producido, en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-53 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-53 El análisis volumétrico de una mezcla de gases es 30 por ciento de oxígeno, 40 por ciento de nitrógeno, 10 por ciento dióxido de carbono y 20 por ciento de metano. Esta mezcla se calienta de 20 °C…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-52 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-52 Suponga que se quiere determinar el cambio de entalpía de una mezcla de gases reales que sufre un proceso. El cambio de entalpía de cada gas individual se determina usando el diagrama generalizado de entalpía, y el cambio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-51 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-51 Al evaluar el cambio de entropía de los componentes de una mezcla de gases ideales, ¿se tiene que usar la presión parcial de cada componente o la presión total de la mezcla? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-50 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-50 ¿El cambio de energía interna total de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de los cambios de energía interna de cada gas individual en la mezcla? Responda a la misma pregunta para una mezcla…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-49 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-49 Responda los problemas 13-47C y 13-48C para entropía 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 u otra solución que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-48 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-48 ¿La energía interna específica de una mezcla de gases es igual a la suma de las energías internas específicas de cada gas individual en la mezcla? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-47 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-47 ¿La energía interna total de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las energías internas de cada gas individual en la mezcla? Responda a la misma pregunta para una mezcla de gases reales. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-46 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-46 El análisis volumétrico de una mezcla de gases es 30 por ciento de oxígeno, 40 por ciento de nitrógeno, 10 por ciento de dióxido de carbono y 20 por ciento de metano. Esta mezcla fluye por un tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-45 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-45 Una mezcla gaseosa consiste en 75 por ciento de metano y 25 por ciento de etano, por masa. Un millón de pies cúbicos de esta mezcla están atrapados en una formación geológica como gas natural a 300 °F…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-44 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-44 Reconsidere el problema 13-43 usando el software EES (u otro), estudie el efecto de variar los moles de nitrógeno que se suministra al recipiente en el rango de 1 a 10 kmol de N2. Grafique la presión final…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-43 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-43 Un recipiente rígido contiene 2 kmol de gas Ar a 280 K y 3 MPa. Se abre una válvula y se deja que 4 kmol de gas N2 entren al recipiente a 190 K y 8 MPa. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-42 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-42 Fluye gas natural (95 por ciento de metano y 5 por ciento de etano, por volumen) por una línea de tubería de 36 pulg de diámetro, con una velocidad de 10 pies/s. La presión en la línea es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-41 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-41 Se forma una mezcla de aire y metano en el cabezal múltiple de entrada de un motor de combustión interna de gas natural. La fracción molar del metano es de 15 por ciento. Este motor se opera a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-40 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-40 Una mezcla contiene 70 por ciento en volumen de agua líquida, cuya densidad es de 62.4 lbm/pies3, y otro fluido cuya densidad es de 50.0 lbm/pies3. ¿Cuál es el peso específico, en lbf/pies3, de esta mezcla, en una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-39 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-39 Se llena un contenedor con 1 kg de un fluido cuyo volumen específico es de 0.001 m3/kg, y 2 kg de un fluido cuyo volumen específico es de 0.008 m3/kg. ¿Cuál es el volumen del contenedor, en m3,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-38 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-38 Una mezcla de 30 por ciento (por masa) de etano y 70 por ciento de metano se va a mezclar en un recipiente de 100 m3 a 130 kPa y 25 °C. Si el recipiente está inicialmente al vacío,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-37 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-37 Un tanque de buceador de 7 pies3 está lleno de una mezcla de oxígeno, nitrógeno y helio. Las fracciones másicas de estos constituyentes son: 45 por ciento de N2, 35 por ciento de O2 y 20 por ciento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-36 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-36 Una mezcla de gases de hidrocarburos está compuesta de 60 por ciento de metano, 25 por ciento de propano y 15 por ciento de butano, por peso. Determine el volumen ocupado por 100 kg de esta mezcla cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-35 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-35 Una mezcla de gases consiste en 0.1 kg de oxígeno, 1 kg de dióxido de carbono y 0.5 kg de helio. Esta mezcla se mantiene a 100 kPa y 27 °C. Determine el peso molecular aparente de esta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-34 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-34 Un recipiente rígido que contiene 2 kg de N2 a 25 °C y 550 kPa está conectado a otro recipiente rígido que contiene 4 kg de O2 a 25 °C y 150 kPa. Se abre la válvula que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-33 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-33 Un ingeniero ha propuesto mezclar oxígeno adicional con el aire normal en los motores de combustión interna para controlar algunos de los productos de escape. Si se mezcla una cantidad adicional de 5 por ciento (por volumen) de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-32 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-32 Se quema una mezcla de combustibles de hidrocarburos y aire para producir productos de combustión como sigue: 0.75 kmol de CO2, 1.66 kmol de H2O y 5.65 kmol de N2. Si la presión de los productos es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-31 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-31 En una mezcla de gases ideales, las presiones parciales de los gases componentes son como sigue: CO2, 12.5 kPa; O2, 37.5 kPa, y N2, 50 kPa. Determine las fracciones molares y fracciones másicas de cada componente. Calcule la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-30 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-30 Una mezcla de gases consiste en 30 por ciento de hidrógeno, 40 por ciento de helio y 30 por ciento de nitrógeno por volumen. Calcule las fracciones másicas y el peso molecular aparente de esta mezcla. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-29 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-29 Un recipiente rígido contiene 0.5 kmol de Ar y 2 kmol de N2 a 250 kPa y 280 K. La mezcla se calienta ahora a 400 K. Determine el volumen del recipiente y la presión final de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-28 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-28 Los contaminantes atmosféricos se miden con frecuencia en partes por millón (por volumen). ¿Cuál sería la presión parcial del refrigerante 134a en el aire atmosférico a 100 kPa y 20 °C para constituir un contaminante de 100 ppm?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-27 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-27 Explique cómo se puede tratar una mezcla de gases reales como una sustancia pseudopura usando la regla de Kay Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-26 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-26 ¿Es correcta la siguiente afirmación: La presión de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas individual en la mezcla? Si no, ¿cómo la corregiría usted? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-25 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-25 ¿Es correcta la siguiente afirmación: La temperatura de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las temperaturas de cada gas individual en la mezcla? Si no, ¿cómo la corregiría usted? Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-24 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-24 ¿Es correcta la siguiente afirmación: El volumen de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de los volúmenes de cada gas individual en la mezcla? Si no, ¿cómo la corregiría usted? Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-23 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-23 Considere un recipiente rígido que contiene una mezcla de dos gases ideales. La mezcla de gases se calienta y la presión y la temperatura del recipiente suben. ¿La presión parcial de cada componente cambiará? ¿Y la fracción de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-22 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-22 Considere un recipiente rígido que contiene una mezcla de dos gases ideales. Se abre una válvula y escapa algo de gas. Como resultado, la presión del recipiente cae. ¿La presión parcial de cada componente cambiará? ¿Y la fracción…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-21 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-21 En una mezcla de gases, ¿cuál componente tendrá la presión parcial más alta, el que tiene un número mayor de moles o el que tiene una masa molar mayor? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-20 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 13-20 ¿Cuál es la diferencia entre el volumen del componente y el volumen parcial? ¿Cuándo son equivalentes los dos? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te…