En un tanque cilíndrico donde su altura es el triple de su diámetro, se tienen 8 libras de nitrógeno N2 a una presión manométrica de 80 lb/pulg2 y una temperatura 80°F, esto ubicado a nivel del mar. Calcula: a) La altura y el diámetro del tanque. b) ¿Cuál es la temperatura del gas si se eleva la presión a 120 lb/pulg2?
Respuestas
Respuesta.
Para hallar la solución de esta pregunta se debe usar la ecuación de los gases ideales la cual dice:
P*V = M*R*T
Donde:
P, es la presión a la que se encuentra el gas.
V, volumen.
M, es la masa del gas.
T, es la temperatura del gas.
P = 80Lbs/pulg² = 551581 Pa
M = 8 lbs = 3.62 Kg
R = 8.31 m³ * Pa / Kg* k
T = 80° F = 300 k
sustituyendo
551581 *V = 3.62 * 8.31 * 300
V = 0.01636 m³
Como el volumen de un cilindro viene dado por:
V = Longitud* (diámetro²)*π/4
Si la Longitud = 3*(diámetro)
V = 3/4 * π (diámetro³)
0.01636 = 3/4 * π (diámetro³)
diámetro = 0.19 m
Longitud = 3* diámetro = 3*0.19 = 0.57 m
1) diámetro: 0.91 m y longitud: 0.57 m
Si la presión se eleva a 120 lb/ pulg²
P2 = 120 lb/pulg² = 827371 Pa
P*V = M*R*T
Sustituyendo:
827371*0.01636 = 3.62*8.31*T
2) T = 449.96 K = 348 ° F