3-1C Un tanque de propano está lleno de una mezcla de propano líquido y vapor ¿Se puede considerar que el contenido de este tanque sea una sustancia pura? Explique por qué. R = Si ya que la composición química dentro del tanque seria siendo la misma. 3-2C ¿Cuál es la diferencia entre líquido saturado y líquido comprimido? R = El líquido saturado es aquel que está a punto de vaporizarse. De lo contrario sería un líquido comprimido. 3-3C ¿Cuál es la diferencia entre vapor saturado y vapor sobrecalentado?
condensarse. De lo contrario R = Un vapor saturado es aquel que está apunto de condensarse. es un vapor sobrecalentado. ¿hay difere diferenci ncia a entre entre las las propi propieda edade des s inten intensiv sivas as del del vapo vaporr satur saturado ado a 3-4C ¿hay determinada temperatura, y del vapor que forma parte de un vapor húmedo a la misma temperatura? R = No 3-5C Si aumenta la presión de una sustancia durante un proceso de ebullición ¿aumentara también la temperatura, o permanecerá constante? ¿Por qué? R = La temperatura también aumentará ya que la temperatura de ebullición o la saturación de una sustancia pura dependen de la presión. 3-6C ¿Por qué la temperatura y la presión son propiedades interdependientes en la región de saturación? R = Porque no pueden variar mientras una de estas propiedades se mantenga constante. De esta manera cuando uno cambia, también lo hace el otro. 3-7C ¿Cuál es la diferencia entre punto crítico y punto triple? R = El punto crítico del estado líquido saturado y vapor saturado son idénticos. En el punto triple las tres fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. 3-8C ¿Es posible tener vapor de agua a -10 °C? R = Si
3-9C Una señora cocina carne para su familia, en una cacerola a) destapada b) tapada con una tapa ligera c) tapada con una tapa pesada. ¿En cuál caso será más corto el tiempo de cocinado? ¿Por qué? R = En el caso c) cuando la señora tapa la cacerola con una tapa pesada. Mientras más pesada sea la tapa, mayor será la presión en la olla y por lo tanto mayor será la temperatura de cocido.
difiere el proceso proceso de ebullic ebullición ión a presione presiones s supercrí supercrítica ticas s del 3-10C ¿En qué difiere proceso de ebullición a presiones subcríticas? R = A presiones supercríticas, no hay un proceso de cambio de fase distinta. El líquido es uniforme y se expande gradualmente en un vapor. A presiones subcríticas, siempre hay una superficie distinta entre las fases.
Una a oll olla a con ta tapa pa qu que e aju ajusta sta per perfe fecta ctamen mente te,, se peg pega a co con n fre frecu cuenc encia ia 3-11C Un después de cocinar, y es muy difícil destaparla cuando la olla se enfría. Explique por qué sucede eso, y qué haría para quitar la tapa. Una olla de ajuste perfecto y su tapa se pegan a menudo después de la cocción, como resultado del vacío creado en el interior como la temperatura y por lo tanto disminuye la presión de saturación correspondiente dentro de la olla. Una manera fácil de quitar la tapa es para calentar la comida. Cuando la temperatura se eleva hasta el nivel de ebullición, la presión sube de valor atmosférico y por lo tanto la tapa vendrá de inmediato. sabe bien bien que que el aire aire cali calien ente te en un ambi ambien ente te frio frio sube sube.. Ahor Ahora a 3-12C Se sabe imagínate una mezcla caliente de aire y gasolina, en la parte superior de un recipiente recipiente con gasolina. gasolina. ¿Cree usted que esta mezcla suba con un ambiente más frio? La masa molar de la gasolina (C8H18) es de 114 kg / kmol, que es mucho mayor que la masa molar del aire que es de 29 kg / kmol. Por lo tanto, el vapor de la gasolina se establecerá en vez de subir aunque sea a una temperatura mucho más alta que el aire circundante. Como resultado, la mezcla de aire caliente y de la gasolina en la parte superior de una gasolina libre más probable es que se establecen en vez de aumentar en un ambiente más fresco. 3-13C William Cullen fabrico hielo en Escocia, en 1775. Evacuando el aire en un tanque con agua. El hielo puede ser hecho por la evacuación del aire en un tanque de agua. Durante la evacuación, el vapor es expulsado, y por lo tanto la presión de vapor en el tanque cae, provocando una diferencia entre las presiones de vapor en la superficie del agua y en el tanque. Esta diferencia de presión es la fuerza impulsora de vaporización, y las fuerzas que el líquido se evapore. Sin embargo, el líquido debe absorber el calor de vaporización antes
de que se vaporizan y se absorbe en el líquido y el aire en el barrio, causando que la temperatura en el tanque para soltar. soltar. El proceso continúa hasta que el agua comienza c omienza a congelarse. El proceso puede ser más eficiente mediante el aislamiento del tanque y para que todo el calor de vaporización que proviene esencialmente de las aguas.
3-14C ¿Debe ser igual la cantidad de calor absorbido cuando hierve 1 kg de agua saturada a 100 °C, a la cantidad de calor desprendido cuando se condensa 1 kg de vapor saturado a 100 °C?
Sí. De lo cont contra rari rio o puede crear energía alternat alternativa iva por vaporiz vaporización ación y R = Sí. condensación de una sustancia. ¿Tiene ne algú algún n efect efecto o el punt punto o de refer referenc encia ia selec seleccio ciona nado do para para una una 3-15C ¿Tie sustancia, sobre un análisis termodinámico? ¿Por qué? en el análisis termodinámico termodinámico se ocupan de de los cambios en en las R = No. Porque en prop propie ieda dade des. s. Y los los camb cambio ios s son son inde indepe pend ndie ient ntes es al esta estado do de refe refere renc ncia ia seleccionado. 3-16C ¿Cuál es el significado físico de h fg? ¿Es posible obtenerlo a partir de h f y hg? ¿Cómo?
representa la cantidad de energía necesaria para evaporar una R = El término h fg representa masa unitaria de líquido saturado a una temperatura o presión especifica. Se puede determinar a partir de: hfg = hg – hf .
3-17C ¿Es cierto que se necesita más energía para evaporar 1 kg de agua líquida saturada a 100°C que a 120°C? R = Sí. Cuanto mayor sea la temperatura menor es el valor h fg.
¿Qué es la calid calidad? ad? ¿Tien ¿Tiene e algún algún signif signific icado ado en la región región de vapor vapor 3-18C ¿Qué sobrecalentado? vapor en una mezcla saturada liquido – R = La calidad es la fracción de masa del vapor vapor. No tiene ningún significado en la región de vapor sobrecalentado. 3-19C ¿Qué proceso requiere más energía: evaporar por completo 1 kg de agua líquida saturada saturada a 1 atm de presión o evaporar por completo 1 kg de agua líquida saturada a 8 atm de presión?
R = Evaporar completamente 1 kg de líquido saturado a 1atm de presión ya que a mayor presión, es menor el h fg. 3-20C ¿Cambia hfg con la presión? ¿Cómo cambia? R = Sí. Disminuye con el aumento de la presión y se convierte en cero a presión crítica. 3-21C ¿Se puede expresar la calidad de un vapor como la relación del volumen ocupado por la fase vapor entre el volumen total? Explique por qué.
calidad es una relación relación de masa y no es idéntica idéntica a la proporción proporción de R = No. La calidad volumen. 3-22C En ausencia de tablas de líquido comprimido, ¿Cómo se determina el volumen específico de un líquido comprimido a determinadas condiciones de P y T? R = El líquido comprimido se puede aproximar como un líquido saturado a cierta temperatura dada. GAS IDEAL
propano no y el metano metano se usan usan con con frecue frecuenc ncia ia para para calefa calefacci cción ón en 3-70C El propa invierno, y las fugas de esos combustibles, aun durante periodos cortos, son un peligro de incendio para los hogares. ¿Cuál fuga de gas cree usted que produce mayores riesgos de incendio? Explique por qué. Propano (masa molar = 44,1 kg / kmol) representa un peligro de incendio que el metano (masa molar = 16 kg / kmol), ya que el propano es más pesado que el aire (masa molar = 29 kg / kmol), y se establecen cerca de la planta. El metano, por otra parte, es más ligero que el aire y por lo tanto, se levantará y se filtran.
3-71C ¿Bajo qué condiciones es adecuada la suposición del gas ideal para los gases reales? R = Un gas puede ser tratado como un gas ideal cuando se encuentra a una temperatura alta. 3-72C ¿Cuál es la diferencia entre R y Ru? ¿Cómo se relacionan las dos? R = Ru es una constante universal para todos los gases mientras que R es la constante de los gases específicos que es diferente para los diferentes gases.
Estos términos son relacionados por: R = Ru / M , donde M es la masa molar del gas. 3-73C ¿Cuál es la diferencia entre masa y masa molar? ¿Cómo se relacionan? R = Masa m es simplemente la cantidad de materia, masa molar M es la masa de un mol en gramos o la masa de un kmol en kilogramos. Estos dos términos son relacionados por: m = NM , donde N es el número de moles. FACTOR FACTOR DE COMPRESIBILIDAD 3-85C ¿Cuál es el significado físico del factor de compresibilidad Z? R = Representan la desviación del comportamiento de los gases ideales. Cuanto más lejos se encuentra de 1 el gas se desvía del comportamiento con los gases ideales. 3-86C ¿Cuál es el principio de los estados correspondientes?
odos s los gase gases s tien tienen en el mism mismo o fact factor or de com compres presibil ibilidad idad Z a la misma R = Todo temperatura y presión reducidas. 3-87C ¿Cómo se definen presión reducida y temperatura reducida? R = La presión reducida es la presión normalizada con respecto a la presión crítica. Y la temperatura reducida es la temperatura normalizada con respecto a la temperatura critica. 3-100C ¿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?
representa nta el aumento de la presión como resultado de las R = La constante a represe fuerzas intermoleculares; la constante b representa el volumen ocupado por las moléculas. Estas son determinadas por los requerimientos de la isoterma critica de un punto de inflexión a un punto crítico.
