>	restart;#"m06_p44"

Se dispone en el laboratorio de una botella de 2 litros cuya sobrepresión interior no debe pasar de 2 MPa y se desea llenarlo con amoníaco puro. Se pide:
a) ¿Es posible introducir 1 kg de amoníaco? ¿Y 0,02 kg? Describir el estado termodinámico final y alguna manera de efectuar el proceso en la práctica.
b) ¿Cuál sería la temperatura máxima que se le podría comunicar sin riesgo de rotura?
c) Variación de energía y de entropía entre los dos estados antedichos.
Datos:

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

>	su:="NH3":dat:=[V=0.002*m_^3,pmax=2e6*Pa_, m11=1*kg_,m12=0.02*kg_];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	eqETg:=eq1_9;eqEE:=eq1_10;gdat:=get_gas_data(su):ldat:=get_liq_data(su):dat:=op(dat),gdat,ldat,Const,SI2,SI1:get_pv_data(su):

a) ¿Es posible introducir 1 kg de amoníaco? ¿Y 0,02 kg? Describir el estado termodinámico final y alguna manera de efectuar el proceso en la práctica.

>

pvT0_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T0)))):'p1'=evalf(%,2);vl:=1/rho;vl_:=subs(dat,1/rho):'v1'=evalf(%,2);vv:=R*T0/pvT0;vv_:=subs(dat,R*T0/pvT0_):'vv'=evalf(%,2);v:=V/m;v11_:=subs(dat,V/m11):'v11'=evalf(%,2);x:=(v-vl)/(vv-vl);x11_:=(v11_-vl_)/(vv_-vl_):'x11'=evalf(%,2);v12_:=subs(dat,V/m12):'v12'=evalf(%,2);x12_:=(v12_-vl_)/(vv_-vl_):'x12'=evalf(%,2);Tvpmax_:=subs(dat,solve(subs(dat,pmax=pv(T)),T)):'Tvpmax'=evalf(%,3);

Sí, caben hasta 1,4 kg de líquido (y todavía más de sólido).

Se hace 1º el vació de aire y luego se introduce el NH3, a alta presión (como mínimo 724 kPa).

Al final acabará atemperándose con el ambiente.

b) ¿Cuál sería la temperatura máxima que se le podría comunicar sin riesgo de rotura?

Si m=1 kg seguirá bifásico, luego:

>	Tpmax:=Tvpmax;Tpmax_:=Tvpmax_:'Tpmax'=evalf(%,3);

Si m=0,02 kg habrá que ver:

>	vvpmax_:=subs(dat,R*Tvpmax_/pmax):'vvpmax'=evalf(%,2);

luego todo se vaporiza y:

>	Tpmax:=pmax*V/(m*R);Tpmax_:=subs(dat,pmax*V/(m12*R)):'Tpmax'=evalf(%,3);

c) Variación de energía y de entropía entre los dos estados antedichos.

Si m=1 kg

>	DE:=m*c*DT;DE_:=subs(dat,m11*c*(Tvpmax_-T0)):'DE'=evalf(%,2);DS:=m*c*ln(Tvpmax/T0);DS_:=subs(dat,evalf(subs(dat,m11*c*ln(Tvpmax_/T0)))):'DS'=evalf(%,2);

Si m=0,02 kg

>	h1:='hl+x*h[lv]';hl_:=subs(dat,T=T0,dat,hl(T)):'hl'=evalf(%,2);hv_:=subs(dat,T=T0,dat,hv(T)):'hv'=evalf(%,2);h1_:=hl_+x12_*(hv_-hl_):'h1'=evalf(%,2);h2_:=subs(dat,T=Tpmax_,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%,2);DH_:=subs(dat,m12*(h2_-h1_)):'DH'=evalf(%,2);Vdp_:=subs(dat,V*(pmax-pvT0_)):'Vdp'=evalf(%,2);

>	sl_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T0,dat,sl(T)))):'sl'=evalf(%,2);sv_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T0,p=pvT0_,dat,sv(T,p)))):'sv'=evalf(%,2);s1_:=sl_+x12_*(sv_-sl_):'s1'=evalf(%,2);s2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=Tpmax_,p=pmax,dat,sv(T,p)))):'s2'=evalf(%,2);DS_:=subs(dat,m12*(s2_-s1_)):'DS'=evalf(%,2);

>