Se calienta una masa de 5 kg de vapor de agua saturado a 300 kPa, a presión constante, hasta que la temperatura llega a 200 °C. Calcule el trabajo en kJ efectuado por el vapor de agua durante este proceso y el calor transferido (para esto determinar el cambio de energía interna y aplicar el balance de energía)
Respuestas a la pregunta
Contestado por
32
Para el sistema de calentamiento de agua a presion constante se tiene que:
El trabajo es W = 712.005 kJ
Δu = 111.4 kJ/kg Cambio de energia
El calor es Q = 1269.005 kJ
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado:
m = 5kg
P = 300kPa
Tf = 200°C
W =?
Q =?
Usando las tablas de propiedades termodinámicas del agua buscamos
P@300Kpa
- vg = 0.60582 m³/kg
- ug = 2543.2 kJ/kg
En tabla de Vapor sobrecalentado
- v = 1.08049 m³/kg
- u = 2654.6 kJ/kg
Calculamos el trabajo
W = Pm ( v - vg)
W = 300kPa*5kg (1.08049 m³/kg - 0.60582m³/kg)
W = 712.005 kJ
Aplicamos balance o Primera ley de la termodinamica
Q - W = mΔu
Δu = ( 2654.6 kJ/kg - 2543.2 kJ/kg)
Δu = 111.4 kJ/kg Cambio de energia
Q = mΔu + W
Q = 111.4 kJ/kg*5kg + 712.005 kJ
Q = 1269.005 kJ
Otras preguntas