En una botella de un litro ordinaria (de vidrio y vacía) se echa un cilindro de hielo seco (nieve carbónica compactada) de 1 cm de diámetro y 3 cm de longitud, cuya densidad es de 1950 kg/m3, y se tapa la botella. Se pide:
a) Calcular la masa de aire y la masa de CO2.atrapados.
b) Calcular las características del estado final que se alcanzaría.
c) Calcular el intercambio energético con el ambiente.
Datos:
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read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
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su1:="CO2":su2:="Aire":dat:=[V=1e-3*m_^3,D=1e-2*m_,L=3e-2*m_,rho[s]=1950*kg_/m_^3]; |
Esquema:
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![`:=`(Sistemas, [MC_interior])](images/p23_2.gif) |
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![`:=`(Estados, [1, 2])](images/p23_3.gif) |
Eqs. const.:
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eqETg:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;Adat:=get_gas_data(su2):gdat:=get_gas_data(su1):ldat:=get_liq_data(su1):dat:=op(dat),Const,gdat,ldat,SI2,SI1:Tdryice:=subs(dat,T[b]);M=subs(dat,M); |
a) Calcular la masa de aire y la masa de CO2.atrapados.
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Vs:=Pi*D^2*L/4;Vs_:=evalf(subs(dat,Vs));ms_:=subs(dat,rho[s]*Vs_);ma:=subs(p=p0,T=T0,solve(eqETg,m));ma_:=subs(Adat,dat,ma); |
b) Calcular las características del estado final que se alcanzaría.
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na_:=subs(Adat,ma_/M);nCO2_:=subs(dat,ms_/M);pf:=(na+nCO2)*R[u]*T0/V;pf_:=subs(na=na_,nCO2=nCO2_,dat,pf); |
c) Calcular el intercambio energético con el ambiente.
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eqBE:=mCO2*u[sv]=Q;h_subl:=h[sl0]+h[lv0];h_subl_:=subs(dat,h_subl);u_subl:='h_subl-p0*v_subl';v_subl:=(R*T0/p0)-1/rho[s];v_subl_:=subs(dat,v_subl);u_subl_:=subs(dat,h_subl_-p0*v_subl_);Q_entra:=ms_*u_subl_; |