EJERCICIO 02

Descripción

Cambio de energía y de volumen durante la evaporación.

Una masa de 200 g de agua líquida saturada se evapora completamente a una presión constante de 100 kPa. Determine a) el cambio en el volumen y b) la cantidad de energía añadida al agua.

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A mass of 200 g of saturated liquid water is completely vaporized at a constant pressure of 100 kPa. Determine (a) the volume change and (b) the amount of energy transferred to the water.

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Referencias:

Ejemplo 2.3 del Çengel. Cuarta Edición. Página 78.
Ejemplo 3.3 del Çengel. Quinta Edición. Página 128.
Ejemplo 3.3 del Çengel. Séptima Edición. Página 128.

Solución.

Sustancia: Agua

Masa: m = 200 g = 0.2 kg

Presión: P = 100 kPa

Proceso: Evaporación

TPT (Agua, Saturada, P = 100 kPa):

T^sat = 99.62°C

v_f = 0.001043 m³/kg                                      

v_g = 1.6940 m³/kg

h_f = 417.44 kJ/kg

h_g = 2675.5 kJ/kg.

a) Cambio de volumen.

Δ V = (v_g – v_f) × m

Δ V = (1.6940 m³/kg – 0.001043 m³/kg) × 0.2 kg

Δ V = 0.3386 m³

b) Cantidad de energía añadida. Entalpía de vaporización.

Δ H = (h_g – h_f) × m

Δ H = (2675.5 kJ/kg – 417.44 kJ/kg) × 0.2 kg

Δ H = 451.61 kJ