Mathcad_-_ejercicio_clase_2
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1. Hidrgeno y nitrgeno se mezclan en un proceso adiabtico de EEFE en la relacin2 kmol de hidrgeno por kmol de nitrgeno. El hidrgeno entra a 0.5 MPa, 20C yel nitrgeno entra a 0.5 MPa, 200C. La presin despus de la mezcla es 0.49 MPa. Determine la temperatura de la mezcla y el cambio neto de entropa por kmol demezcla.
Mezcla Pm 0.49:=TM :=
Estado 2H2 Estado 2 N2Estado 1H2 Estado 1N2
NH2 2:= NN2 1:=Propiedades :
P1H2 0.5:= P1N2 0.5:=
T1H2 20 273+:= T1N2 200 273+:= CpN2m 1.045:= CpH2m 14.4:= kJkgK
Primera ley MMN2 28:= MMH2 2:=
NH2 h1H2 NN2 h1N2+ NH2 h2H2 NN2 h2N2+= CpN2 CpN2m MMN2:=CpN2 29.26= kJ
kmolK0 NH2 h2H2 h1H2( ) NN2 h2N2 h1N2( )+=CpH2 CpH2m MMH2:=
0 NH2 CpH2 T2 T1H2( ) NN2 CpN2 T2 T1N2( )+=CpH2 28.8= kJ
kmolKT2
NH2 CpH2 T1H2 NN2 CpN2 T1N2+NH2 CpH2 NN2 CpN2+:=
T2 353.636=
msica Stotal SH2 SN2+= mH2 sm2H2 sm1H2( ) mN2 sm2N2 sm1N2( )+=
sm2N2kJoulekgK
Stotal SH2 SN2+= mH2 CpH2m ln T2T1H2
RH2 ln
P2H2P1H2
mN2 CpN2m ln
T2T1N2
RN2 ln
P2N2P1N2
+=
molar Stotal SH2 SN2+= NH2 s2H2 s1H2( ) NN2 s2N2 s1N2( )+= kJoule
kmolKs2N2
Stotal SH2 SN2+= NH2 CpH2 ln T2T1H2
Ru ln
P2H2P1H2
NN2 CpN2 ln
T2T1N2
Ru ln
P2N2P1N2
+=
Pm P2N2 P2H2+=
-
P2N2NN2
P2H2NH2
=T2
P2N2 VmRu NN2= T2
P2H2 VmRu NH2=
NH2NN2
2= P2H2P2N2
=
P2N2Pm
3:=
P2N2 0.163=
P2H2 2 P2N2:=
P2H2 0.327=P2N2 P2H2+ 0.49=
Ru 8.314:=
Stotal NH2 CpH2 lnT2
T1H2
Ru lnP2H2P1H2
NN2 CpN2 ln
T2T1N2
Ru ln
P2N2P1N2
+:=
Stotal 18.704=