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Buenos días, necesito ayuda para hacer este ejercicio de termodinámica, gracias por adelantado
El vapor de agua se obtiene a partir de un recipiente cerrado de paredes adiabáticas que, inicialmente, contiene una masa de 20 g de agua líquida (con calor específico c = 4185 J /kg K) a la temperatura de 345 K. El vapor formado se extrae del recipiente por medio de una bomba que lo aspira lentamente. El calor de vaporización del agua en el intervalo de temperatura considerado tiene la forma Lv (T ) = a – bT (donde T es la temperatura en Kelvin) y decrece a un ritmo de 2900 J / kg por grado Kelvin aumentado.
La evaporación de la masa de agua produce una variación de la temperatura en el interior del recipiente (es decir, el calor necesario para la evaporación del agua lo toma de la propia masa de agua, enfriándose, por tanto, el agua que permanece líquida). Se sabe que, cuando la temperatura del agua líquida es T, la masa de agua líquida (en gramos) que se ha evaporado obedece a la ecuación:
x= [ Lv (T) / Lv ( T0) ] –c / b ( x0-M) + M
Donde x0 es la masa de agua líquida evaporada (en gramos) cuando la temperatura es de T0 Kelvin y M es la masa inicial de agua (en gramos) en el recipiente.
También se sabe que cuando la fracción de agua vaporizada es 0,1 la temperatura del agua en el interior del recipiente es 284 K. Puede despreciarse en todo momento la sublimación del hielo.
Dato: calor de fusión del hielo Lf = 335 J / g
1: ¿Cuál es el valor de las constantes "a" y "b" de la ecuación de Lv (T )?
2: ¿Cuál es la fracción de agua vaporizada cuando en el recipiente queda la fase líquida a 0 ºC?
3: ¿Cuál es la masa de hielo obtenida cuando desaparece todo el líquido?
El vapor de agua se obtiene a partir de un recipiente cerrado de paredes adiabáticas que, inicialmente, contiene una masa de 20 g de agua líquida (con calor específico c = 4185 J /kg K) a la temperatura de 345 K. El vapor formado se extrae del recipiente por medio de una bomba que lo aspira lentamente. El calor de vaporización del agua en el intervalo de temperatura considerado tiene la forma Lv (T ) = a – bT (donde T es la temperatura en Kelvin) y decrece a un ritmo de 2900 J / kg por grado Kelvin aumentado.
La evaporación de la masa de agua produce una variación de la temperatura en el interior del recipiente (es decir, el calor necesario para la evaporación del agua lo toma de la propia masa de agua, enfriándose, por tanto, el agua que permanece líquida). Se sabe que, cuando la temperatura del agua líquida es T, la masa de agua líquida (en gramos) que se ha evaporado obedece a la ecuación:
x= [ Lv (T) / Lv ( T0) ] –c / b ( x0-M) + M
Donde x0 es la masa de agua líquida evaporada (en gramos) cuando la temperatura es de T0 Kelvin y M es la masa inicial de agua (en gramos) en el recipiente.
También se sabe que cuando la fracción de agua vaporizada es 0,1 la temperatura del agua en el interior del recipiente es 284 K. Puede despreciarse en todo momento la sublimación del hielo.
Dato: calor de fusión del hielo Lf = 335 J / g
1: ¿Cuál es el valor de las constantes "a" y "b" de la ecuación de Lv (T )?
2: ¿Cuál es la fracción de agua vaporizada cuando en el recipiente queda la fase líquida a 0 ºC?
3: ¿Cuál es la masa de hielo obtenida cuando desaparece todo el líquido?