>	restart;#"m6_p25"

Se dispone de un depósito de 25 litros que contiene 0,15 kg de Freon 12, en un ambiente a 17 °C. Para llenar una botella de 10 litros, previamente evacuada de gas, se conecta ésta al depósito a través de una válvula, la cual se abre bruscamente y se vuelve a cerrar cuando deja de pasar freon. Se pide:

a)•Estado del freon en el depósito.

b)•Indicar cómo se calcularía el estado del freon en la botella cuando se cierra la válvula.

c)•Cálculo de la masa contenida en la botella.

d)•Presión que alcanzará al final, cuando se atempere, la botella.

e)•Intercambio de calor con el ambiente tras el cierre de la válvula.

f)•Representación de los estados del freon en los diagramas p h, p v y T s.

g)•Variaciones de entropía del freon y del universo.

Datos:

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

>	su:="CCl2F2":dat:=[V1=0.025*m_^3,m1=0.15*kg_,T0=(17+273)*K_,V2=0.01*m_^3];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	eqET:=subs(eq1_11,rho=p/(Z*R*T));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):

>	dat:=T[f]=1*K_,dat:

a)•Estado del freon en el depósito.

>	T1:=T0;v1_:=subs(dat,V1/m1):'v1'=evalf(%,2);pvT1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T1)))):'pvT1'=evalf(%,2);vv_:=subs(R*T1/pvT1_):'vv'=evalf(%,2);p1_:=subs(dat,R*T1/v1_):'p1'=evalf(%,2);

Era todo vapor.

b)•Indicar cómo se calcularía el estado del freon en la botella cuando se cierra la válvula.

Llenado de depósitos; si m1>>m2, mf*uf-mi*ui=ho*)mf-mi).

c)•Cálculo de la masa contenida en la botella.

>	T2_:=subs(dat,gamma*T1):'T2'=evalf(%,2);p2_:=p1_:'p2'=evalf(%,2);m2_:=subs(dat,p2_*V2/(R*T2_)):'m2'=evalf(%,2);

no se cumple m1>>m2.

>	eqBEtot:=(1/(gamma-1))*((p-p1)*V1+(p-0)*V2=0);p2_:=subs(p1=p1_,dat,solve(eqBEtot,p)):'p2'=evalf(%,2);T11_:=subs(p1=p1_,dat,T1*(p2_/p1)^((gamma-1)/gamma)):'T11'=evalf(%,2);m11_:=subs(p1=p1_,dat,p2_*V1/(R*T11_)):'m11'=evalf(%,2);m2_:=subs(dat,m1-m11_):'m2'=evalf(%,2);

d)•Presión que alcanzará al final, cuando se atempere, la botella.

>	p22_:=subs(dat,m2_*R*T1/V2):'p22'=evalf(%,2);

e)•Intercambio de calor con el ambiente tras el cierre de la válvula.

>	Q_:=subs(dat,m2_*c[v]*(T1-T2_)):'Q'=evalf(%,2);

f)•Representación de los estados del freon en los diagramas p h, p v y T s.

g)•Variaciones de entropía del freon y del universo.

Llenado:

>	S11_:=subs(dat,evalf(subs(dat,m11_*(c[p]*ln(T11_/T1)-R*ln(p2_/p1_))))):'S11'=evalf(%,2);S12_:=subs(dat,evalf(subs(dat,(m1-m11_)*(c[p]*ln(T2_/T1)-R*ln(p2_/p1_))))):'S12'=evalf(%,2);DS12freon:=S11_+S12_:'DS12freon'=evalf(%,2);DS12amb_:=0;

Atemperamiento:

>

S13_:=subs(dat,evalf(subs(dat,m11_*(c[p]*ln(T1/T11_)-R*ln(p2_*(T1/T11_)/p2_))))):'S13'=evalf(%,2);S23_:=subs(dat,evalf(subs(dat,(m1-m11_)*(c[p]*ln(T1/T2_)-R*ln(p2_*(T1/T2_)/p2_))))):'S23'=evalf(%,2);DS23freon_:=S13_+S23_:'DS23freon'=evalf(%,2);DS23amb_:=subs(dat,(-0*Q1-Q_)/T1):'DS23amb'=evalf(%,2);DS23uni_:=subs(dat,DS23freon_+DS23amb_):'DS23uni'=evalf(%,2);DSuniv_:=subs(dat,S12_+S23_):'DSuni'=evalf(%,2);

>