Question

Un recipiente de 0.097 m^3 de capacidad, contiene agua y vapor saturado a 340 ºC Calcular la masa de cada uno de ellos si sus volúmenes son iguales.

Answer 1

Respuesta:

masa agua = 29,61 kg

masa vapor saturado = 4,49 kg

Explicación:

Answer 2

La masa del agua es 48.4 kg y la de vapor saturado es 2.24 kg.

Se conoce el volumen del recipiente y la densidad del agua y vapor, se pueden plantear las ecuaciones para resolver el problema.

¿Cómo podemos determinar la masa de cada uno de ellos?

Siguiendo el siguiente procedimiento:

1. Relacionar las masas.
2. Escribir la ecuación del volumen del recipiente.
3. Calcular los masas de cada uno.

Tenemos los siguientes datos para una temperatura de 340°C:

ρ_a = 997 kg/m^3

ρ_v = 46,16 kg/m^3

V = 0.097 m^3

A continuación te explicamos el procedimiento:

• Paso 1: Relacionando las masas:

Como el volumen del agua es igual al del vapor:

Va = Vv

m_a/ρ_a = m_v/ρ_v

m_a/997 = m_v/46.16

Despejando la masa del agua:

m_a = 997  * (m_v/46.16)

m_a = 21.6*m_v

• Paso 2: Cálculo del volumen:

Al sumar el volumen tenemos el del recipiente:

Vv+Va = V

Pero sabemos que el volumen ocupado por el agua y el vapor son iguales:

Vv + Vv = V

2 Vv = 0.097

Vv = 0.097/2 = 0.0485

• Paso 3: Cálculo de las masas.

Expresando el volumen en función de la densidad, despejamos la masa de vapor de agua:

(m_v/46.16) = 0.0485

m_v = 0.0485*46.16

m_v = 2.24 kg

La masa del agua es:

m_a = 21.6*m_v

m_a = 21.6*2.24 = 48.4 kg

Más sobre la densidad:

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