Ingeniaritza Kimikoa Saila
Dpto. de Ingeniería Química
GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
PROBLEMAS DE TERMODINÁMICA APLICADA
TEMA 6. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE FLUIDOS
Apdo. 644 P.K. 48080 Bilbao
Euskal Herriko
Unibertsitatea
Universidad
del País Vasco
eman ta zabal zazu
1. Determine los cambios de entalpía y entropía del agua líquida para un cambio de estado
de 1 bar y 25 °C a 1.000 bar y 50 °C. Se dispone de los siguientes datos para el agua:
T, °C P, bar CP, J mol-1 K-1 V, cm3 mol-1 β, K-1
25 1 75,305 18,071
256⋅10-6
25 1.000 ...... 18,012
366⋅10-6
50 1 75,314 18,234
458⋅10-6
50 1.000 ...... 18,174
568⋅10-6
Respuesta: ΔH = 3400 J mol-1; ΔS = 5,13 J mol-1 K-1
2. Determine una relación analítica que permita el cálculo de la entropía de un fluido
compresible en función de la temperatura y el volumen.
Si el fluido es incompresible (definido con β=0 y κ=0, una idealización a menudo empleada
en mecánica de fluidos) demuestre que se cumple que las capacidades caloríficas a
volumen constante y a presión constante son idénticas.
3. Para la vaporización a bajas presiones, pueden introducirse aproximaciones razonables
asumiendo que la fase vapor es un gas ideal y que el volumen molar del líquido es
despreciable comparado con el del vapor. ¿Cómo afectan estas suposiciones a la
ecuación de Clapeyron?
4. Vapor sobrecalentado originalmente a P1 y T1 se expande a través de una boquilla hasta
una presión P2. Suponiendo el proceso reversible y adiabático y que se ha alcanzado el
equilibrio, determine el estado del vapor a la salida de la boquilla y ΔH, para las siguientes
condiciones: P1 = 1.000 kPa, T1 = 260°C, P2 = 200 kPa
Respuesta: Mezcla saturada de vapor de agua y agua líquida (x=0,964 kg vapor kg total-1)
ΔH = -315,9 kJ kg-1
5. Deduzca una expresión para los siguientes coeficientes
a)
()
∂∂U
SV b)
(
)
∂∂H
SP
c)
()
∂∂A
VT d)
(
)
∂∂G
PT
Respuesta: a) P/T; b) –V/T;c) –S/P; d) S/V
