> restart;#"m7_p23"

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:

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

> su1:="CO2":su2:="Aire":dat:=[V=1e-3*m_^3,D=1e-2*m_,L=3e-2*m_,rho[s]=1950*kg_/m_^3];

`:=`(dat, [V = `+`(`*`(0.1e-2, `*`(`^`(m_, 3)))), D = `+`(`*`(0.1e-1, `*`(m_))), L = `+`(`*`(0.3e-1, `*`(m_))), rho[s] = `+`(`/`(`*`(1950, `*`(kg_)), `*`(`^`(m_, 3))))])

Esquema:

> `:=`(Sistemas, [MC_interior])

> `:=`(Estados, [1, 2])

Eqs. const.:

> 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);

`:=`(eqETg, `/`(`*`(m), `*`(V)) = `/`(`*`(p), `*`(R, `*`(T))))

`:=`(eqEE, DU = `*`(m, `*`(c[v], `*`(DT))))

`:=`(Tdryice, `+`(`*`(194.7, `*`(K_))))

M = `+`(`/`(`*`(0.44e-1, `*`(kg_)), `*`(mol_)))

a) Calcular la masa de aire y la masa de CO2.atrapados.

> 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);

`:=`(Vs, `+`(`*`(`/`(1, 4), `*`(Pi, `*`(`^`(D, 2), `*`(L))))))

`:=`(Vs_, `+`(`*`(0.2356194490e-5, `*`(`^`(m_, 3)))))

`:=`(ms_, `+`(`*`(0.4594579256e-2, `*`(kg_))))

`:=`(ma, `/`(`*`(p0, `*`(V)), `*`(R, `*`(T0))))

`:=`(ma_, `+`(`*`(0.1211143185e-2, `*`(kg_))))

b) Calcular las características del estado final que se alcanzaría.

> 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);

`:=`(na_, `+`(`*`(0.4176355810e-1, `*`(mol_))))

`:=`(nCO2_, `+`(`*`(.1044222558, `*`(mol_))))

`:=`(pf, `/`(`*`(`+`(na, nCO2), `*`(R[u], `*`(T0))), `*`(V)))

`:=`(pf_, `+`(`*`(350031.9908, `*`(Pa_))))

c) Calcular el intercambio energético con el ambiente.

> 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_;

`:=`(eqBE, `*`(mCO2, `*`(u[sv])) = Q)

`:=`(h_subl, `+`(h[sl0], h[lv0]))

`:=`(h_subl_, `+`(`/`(`*`(0.535e6, `*`(J_)), `*`(kg_))))

`:=`(u_subl, `+`(h_subl, `-`(`*`(p0, `*`(v_subl)))))

`:=`(v_subl, `+`(`/`(`*`(R, `*`(T0)), `*`(p0)), `-`(`/`(1, `*`(rho[s])))))

`:=`(v_subl_, `+`(`/`(`*`(.5436762705, `*`(`^`(m_, 3))), `*`(kg_))))

`:=`(u_subl_, `+`(`/`(`*`(480632.3730, `*`(J_)), `*`(kg_))))

`:=`(Q_entra, `+`(`*`(2208.303531, `*`(J_))))

>