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• Schöne Frau Tapia

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Indicaciones: Dibuje su sistema y m mantenga la estructura datos,pregunta, solución, respuesta. Enuncie tablas, ecuaciones de estado estado.. Sea ordenado y cuidados con las unidades. Recuerde que se descontará hasta la mitad (25% del total en este primer hito) del puntaje de la pregunta por no seguir las indicaciones. La carátula tiene que ser devuelta con el enunciado, de lo contrario no se corregirá la prueba. Pregunta 1) Un cilindro-émbolo émbolo (que contiene 30 kg de propano) está conectado a una línea de vacío mediante una válvula que se está cerrada. El propano dentro del cilindro cilindrotiene una temperatura y presión inicial de90°C y 40 bar, respectivamente. El émbolo del sistema tiene una masa de 5 kg y un área transversal de 150 cm2. Ell resorte al interior del cilindro (K resorte resor = 500kN/m) mantiene al sistema en equilibrio. Proceso 1-2: 2: Una fuerza F se aplica al embolo, de manera que el propano sigue igue un proceso politrópico (n=1) hasta llegar a una presión de 10,27 bar. Proceso 2-3: 3: Mediante un proceso de transferencia de calor, se incrementa la presión hasta 30 bar. La fuerza F se adecúa para mantener el émbolo inamovible. Proceso 3-4: Se abre la válvula de vacío y el propano empieza a salir del cilindro en un proceso isotérmico hasta alcanzar una presión de 1 bar. Laa fuerza F se adecúa para mantener el émbolo inamovible. Proceso 4-5: Se cierra laválvula de vacío y se agrega butano al cilindro hasta alcanzar una fracción másica final de 40% de propano y 60% de butano, durante un proceso isotérmico. Proceso 5-6:: Se modifica la fuerza para que la mezcla de gases siga un proceso politrópico politrópic (n=1) hasta llegar a la presión de 0,5 bar. Asuma que: Todos los procesos se realizan de modo cuasi-estático. La presión atmosférica es de 100kPa La constante g tiene un valor de g=9,8 m/s2. Se pide: a) b) c) d) e) f) g)

Laa deformación inicial del resorte. resorte (10 puntos) El volumen umen inicial que ocupa el propano propano. (10 puntos) La fase (y de ser el caso) la calidad en el estado 2. (15 puntos) Laa cantidad de masa que sale del cilindro cilindroen el proceso 3-4. (15 puntos) La masa molar aparente de la mezcla en el estado 5. (15 puntos) El cambio de energía nergía interna de la mezcla de gases en el proceso 5-6 (10 10 puntos) puntos Esquematizar el proceso del propano (estado 1-4) en un diagrama P-vv indicando los valores de presión y volumen específico. (10 puntos) h) En el estado 5 se toma la decisión de llegar al estado 6 mediante un proceso diferente. Mediante un proceso de transferencia de calor a presión constante,, se disminuye el volumen específico hasta alcanzar el volumen específico del estado 6. Luego se sigue un proceso isocórico hasta llegar a la misma pr presión que en el estado 6. Determine el cambio de energía ía interna entre los estados 5-6. (10 puntos) i) Bosqueje el proceso de la mezcla de gases entre los estados 4 4-6 6 y el proceso del inciso h) en un diagrama P-v. (5 5 puntos) puntos