Se va a calentar etano en un recipiente rígido, desde 80 psia y 100 °F hasta que su temperatura sea 540 °F. ¿Cuál es la presión final del etano, determinada con la carta de compresibilidad?
En resumen
La carta de compresibilidad, consistente en los diagramas de Nelson Obert, tiene curvas parametrizadas en función de la temperatura reducida, y proporcionan el Z en función la presión reducida.
La carta de compresibilidad, consistente en los diagramas de Nelson Obert, tiene curvas parametrizadas en función de la temperatura reducida, y proporcionan el Z en función la presión reducida.
Los parámetros reducidos son parámetros normalizados en relación a los parámetros críticos, así la temperatura reducida es : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=T_r%3D%5Cfrac%7BT%7D%7BT_c%7D" />Y la presión reducida es : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=P_r%3D%5Cfrac%7BP%7D%7BP_c%7D" />Donde Tc y Pc son respectivamente la temperatura y presión críticas que para el etano son 305k y 49atm = 708psi.
La ecuación de gases ideales se modifica de esta forma : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=pV%3DZnRT" />Tengo para la situación inicial y situación final si el volumen se mantiene : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=p_1V%3DZ_1.nRT_1%5C%5Cp_2V%3DZ_2nRT_2" />Despejo el volumen de la primera ecuación : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=V%3D%5Cfrac%7BZ_1nRT%7D%7Bp_1%7D" />La temperatura reducida inicial es : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=100%5C%C2%B0F%3D311K%5C%5C%5C%5CT_r%3D%5Cfrac%7BT%7D%7BT_c%7D%3D%5Cfrac%7B311%7D%7B305%7D%3D1%2C02" />Y la presión inicial : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=P_%7Br1%7D%3D%5Cfrac%7BP%7D%7BP_C%7D%3D%5Cfrac%7B80%7D%7B708%7D%3D0%2C11" />Con esto obtengo el factor de compresibilidad en el diagrama de Nelson - Obert para bajas presiones : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=Z%280%2C11%3B1%2C02%29%3D0%2C96" />En el diagrama de Nelson Obert para presiones intermedias voy a entrar con la temperatura reducida y el volumen pseudo - reducido para hallar la presión final.
Tengo para el volumen pseudo - reducido : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=V_m%3D%5Cfrac%7BV%7D%7Bn%7D%2C%20~~Volumen~molar" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=540%5C%C2%B0F%3D555K%5C%5CT_r%3D%5Cfrac%7BT%7D%7BT_c%7D%3D%5Cfrac%7B555K%7D%7B305K%7D%3D1%2C82%5C%5C%5C%5CVr%3D%5Cfrac%7BV_m%7D%7BR%28T_c%2FP_c%29%7D%3D%5Cfrac%7BZ_1RT%7D%7Bp_1R%28T_c%2FP_c%29%7D%3D%5Cfrac%7B0%2C96.311K%7D%7B80psi.%28305K%2F708psi%29%7D%3D8%2C66" />Y para la temperatura reducida : [img = 10]Voy a entrar al diagrama de Nelson Obert para presiones intermedias siguiendo la curva de Tr = 1, 8 y la curva Vr = 8 la cual ya está muy cerca del punto (0, 1) por lo que podemos tomar Z(0, 1) = 1.
De la ecuación de gases ideales modificada tengo : [img = 11]Concluimos que el etano termina el proceso con una presión de 149psi.
Es un hidrocarburo alifático alcano con dos átomos de carbono, es un excelente combustible normalmente en estado gaseoso.
Respuesta : T1 = 959. 44 °RP2 = 145. 91 PsiaExplicación : La respuesta anterior tiene un fallo, el numero de moles que da de dividir 1 / 18 = 0. 0556, y por lo tanto su T1 y P2 no coinciden con lo que expresa el…
La temperatura del oxígeno contenido en el contenedor es : 12. 42 KDatos : Volumen = 3 pies³ = 84. 95 LMasa = 2 lb = 907. 185 gPresión = 80 Psi = 5. 44 atmExplicación : 1. Se convierte la masa a moles : 907. 185 g O₂ (…