>	restart;#"m6_p11"

En un dispositivo cilindro émbolo se encuentra encerrada adiabáticamente una masa de 10 gramos de agua en equilibrio con su vapor, ocupando en total un volumen inicial de 1 litro, en presencia de una atmósfera a 92 kPa y 25 °C. Entonces se hace disminuir lentamente la presión de 200 kPa a 100 kPa aumentando el volumen. Se pide:

a) Estado termodinámico inicial y final.

b) Trabajo realizado.

c) Variación de exergía.

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su:="H2O":dat:=[m=0.01*kg_,V=0.001*m_^3,p0=92e3*Pa_,T0=298*K_,p1=200e3*Pa_,p2=100e3*Pa_];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	eqETg:=subs(eq1_11,m=mvap,eq1_12);eqEE:=eq1_16;gdat:=get_gas_data(su):ldat:=get_liq_data(su):dat:=op(dat),Const,gdat,ldat,SI2,SI1:get_pv_data(su):

a) Estado termodinámico inicial y fina

>

eqBM:=m=mliq+mvap;eqBE:=m*(h2-h1)-(p2*V2-p1*V1)=Q12+W12;Q12:=0;W12=Int(-p,V);eqM:=v=(1-x)*vliq+x*vvap;T1_:=evalf(subs(dat,solve(p1=pv(T),T))):'T1'=evalf(%,3);v1liq_:=subs(dat,1/rho):'v1liq'=evalf(%,2);v1vap_:=subs(p=p1,T=T1_,dat,1/solve(eq1_12,rho)):'v1vap'=evalf(%,2);x1_:=subs(v=V/m,vliq=v1liq_,vvap=v1vap_,dat,solve(eqM,x)):'x1'=evalf(%,2);h1_:=(1-x1_)*subs(dat,T=T1_,hl(T))+x1_*subs(dat,T=T1_,hv(T)):'h1'=evalf(subs(dat,%/(1e3*J_/kJ_)),2);s1_:=evalf((1-x1_)*subs(dat,T=T1_,sl(T))+x1_*subs(dat,T=T1_,p=p1,dat,sv(T,p))):'s1'=evalf(subs(dat,%/(1e3*J_/kJ_)),2);

>

s2:=s1;T2_:=evalf(subs(dat,solve(p2=pv(T),T))):'T2'=evalf(%,3);x2_:=evalf(subs(v=s1_,vliq=evalf(subs(dat,T=T2_,sl(T))),vvap=subs(dat,evalf(subs(dat,evalf(subs(dat,T=T2_,p=p2,sv(T,p)))))),dat,solve(eqM,x))):'x2'=evalf(%,2);h2_:=subs(dat,(1-x2_)*subs(dat,T=T2_,hl(T))+x2_*subs(dat,T=T2_,hv(T))):'h2'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);v2vap_:=subs(p=p2,T=T2_,dat,1/solve(eq1_11,rho)):'v2vap'=evalf(%,2);V2_:=subs(x=x2_,vliq=v1liq_,vvap=v2vap_,dat,solve(subs(v=V/m,eqM),V)):'V2'=evalf(%/(1e-3*m_^3/litros_),2);

b) Trabajo realizado

>	W12_:=solve(eqBE,W12);W12__:=subs(dat,h2=h2_,h1=h1_,p2=p2_,V2=V2_,p1=p1_,V1=V,dat,W12_):'W12'=evalf(%,3);W12atm_:=subs(dat,-p0*(V2_-V)):'W12atm'=evalf(%,3);

c) Variación de exergía

>	Dphi12:=DE12+p0*DV12-T0*DS12;Dphi12_:=subs(DE12=-W12__,DV12=V2_-V,DS12=m*(s2-s1),dat,Dphi12):'Dphi12'=evalf(%,3);

>