>	restart:#"m08_p18"

En un recipiente rígido de 1 m3 hay aire a 20 ºC, 92 kPa y 50% de humedad. Se pide:

a)•Masa de aire y de H2O iniciales.

b)•Masa de agua líquida que hay que añadir para saturar el aire a esa temperatura, y presión que se alcanzaría.

c)•Estado termodinámico que se alcanzaría al añadir 200 cm3 más de agua líquida.

d) •Calor que sería necesario comunicar al sistema para evaporar todo el agua.

Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[V=1*m_^3,T0=(20+273)*K_,p0=92e3*Pa_,phi0=0.5,Dm=0.2*kg_];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su1):Adat:=subs(c[p]=c[pa],R=R[a],M=M[a],T[b]=nada,[Adat]):Wgdat:=get_gas_data(su2):Wgdat:=subs(c[p]=c[pv],R=R[v],M=M[v],[Wgdat]):Wldat:=get_liq_data(su2):Wdat:=op(Wgdat),Wldat:get_pv_data(su2):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

a)•Masa de aire y de H2O iniciales.

>

T1:=T0:p1:=p0:phi1:=phi0:w1_:=evalf(subs(dat,w(phi1,T1,p1))):'w1'=evalf(%,1);n1:='p1*V/(R[u]*T1)';n1_:=subs(dat,p1*V/(R[u]*T1)):'n1'=evalf(%,2);xv1:='phi1*pv(T1)/p1';xv1_:=evalf(subs(dat,phi1*pv(T1)/p1)):'xv1'=evalf(%,2);nv1:='xv1*n1';nv1_:=xv1_*n1_:'nv1'=evalf(%,2);mv1_:=subs(dat,Wdat,nv1_*M[v]):'mv1'=evalf(%,2);na_:=n1_-nv1_:'na'=evalf(%,2);ma_:=subs(dat,Adat,na_*M[a]):'ma'=evalf(%,2);

b)•Masa de agua líquida que hay que añadir para saturar el aire a esa temperatura, y presión que se alcanzaría.

Hipótesis: p2-p1 << p1

>

T2:=T1;phi2:=1;xv2:='pv(T2)/p2';xv2_:=evalf(subs(dat,pv(T2)/p1)):'xv2'=evalf(%,2);eq1:=nv2='xv2*(na+nv2)';nv2_:=solve(nv2=xv2_*(na_+nv2),nv2):'nv2'=evalf(%,2);mv2_:=subs(dat,Wdat,nv2_*M[v]):'mv2'=evalf(%,2);Dmw_:=mv2_-mv1_:'Dw'=evalf(%,2);p2_:=subs(dat,(na_+nv2_)*R[u]*T2/V):'p2'=evalf(%/(1e3*Pa_/kPa_),3);

c)•Estado termodinámico que se alcanzaría al añadir 200 cm3 más de agua líquida.

Sol.: 200 cc más de agua líquida y prácticamente la misma presión.

d) •Calor que sería necesario comunicar al sistema para evaporar todo el agua.

>

w3:=(mv2+Dm)/ma;w3_:=subs(dat,(mv2_+Dm)/ma_):'w3'=evalf(%,3);n3:=na+nv2+Dn;n3_:=na_+nv2_+subs(dat,Wdat,Dm/M[v]):'n3'=evalf(%,3);p3:='n3*R[u]*T3/V';eq1_:=p3_=subs(dat,n3_*R[u]*T3/V):p3_:=rhs(eq1_);eqsat:=1='p3_'/'pv'(T3)/(Mva/'w3'+1);eqsat_:=subs(na+nv2+Dn=n3_,ma=ma_,mv2=mv2_,dat,eqsat):T3_:=solve(eqsat_,T3):'T3'=evalf(%,3);p3_:=evalf(subs(T3=T3_,dat,p3_)):'p3'=evalf(%/(1e3*Pa_/kPa_),3);

>

Q:=DH-V*Dp;DHa:=ma*c[pa]*(T3-T0);DHa_:=subs(dat,Adat,ma_*c[pa]*(T3_-T0)):'DHa'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);DHw:=(ma*w3)*(hv(T3)-hl(T1));DHw_:=subs(dat,(ma_*w3_)*(subs(c[p]=c[pv],dat,Wdat,T=T3_,dat,hv(T))-subs(dat,Wdat,T=T1,dat,hl(T)))):'DHw'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);VDp_:=subs(dat,V*(p3_-p0)):'VDp'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);Q_:=DHa_+DHw_-VDp_:'Q'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);

>