Question

Un tanque de 300 litros se llena con 1.5 kg de vapor de agua, la presión al inicio es de 4 atm, si se deja enfriar el tanque hasta 40 °c, ¿cuánto vale la temperatura inicial y cuanto la presión final?

Answer 1

Respuesta: 

Para este ejercicio asumiremos al vapor de agua como gas ideal por estar a una presión atmosférica menor a 5 atm. 

La ecuación de gas ideal viene dada por: 

                                                              PV = nRT

Donde: 

P = Presión.
V = Volumen.
n = Masa molar
R = Constante 
T = Temperatura.

Para aplicar la ecuación debemos buscar la masa molar. Tenemos: 

                       (1.5 kg)·( 1mol H₂O / 0.018 kg) = 83.33 mol H₂0

Aplicamos la ecuación y tenemos que: 

                    (405.300Pa)·(0.3 m³) = (83.33 mol H₂0)·(8.31 J/mol K) · T

                                                           T = 173.29 K

Análisis del resultado: El agua no se encontraba como vapor en las condiciones dadas. Habría que realizar una inspección de los datos. 

Finalmente esta a 40ºC se busca la presión mediante cualquier tabla termodinámica, asumiendo que esta en mezcla a esa temperatura, tenemos que la presión es de 7.38 KPa.