Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 1.

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1 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 1 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Mezclas de vapor de agua-aire

2 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 2 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vaporTemas Naturaleza de las mezclas de gas-vapor de agua en aplicaciones sicrométricasNaturaleza de las mezclas de gas-vapor de agua en aplicaciones sicrométricas Cantidades básicas de las mezclas de gas-vapor de aguaCantidades básicas de las mezclas de gas-vapor de agua

3 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 3 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Mezclas de gas-vapor de agua

4 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 4 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor El estado de vapor Región de vapor Punto crítico TcTcTcTc p v El “estado de vapor” es el conjunto de estados removidos poco a poco de la línea de saturación en la región supercaliente. El “estado de vapor” es el conjunto de estados removidos poco a poco de la línea de saturación en la región supercaliente.

5 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 5 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Los gases ideales como un modelo del estado de vapor A baja presión (~ 1 atm)A baja presión (~ 1 atm) –Todos los constituyentes son tratados como gases ideales

6 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 6 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Cantidades básicas de las mezclas de gas-vapor de agua

7 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 7 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Propiedades de la mezcla de gas-vapor de agua Diagrama T-S para el agua Aire p 1a, T Vapor p v, T p v, T p2p2p2p2 p1p1p1p1 T s 1 2 Estado dado para el vapor de agua Estado dado para el vapor de agua

8 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 8 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Humedad específica Humedad específica (o humedad) es la masa de vapor presente entre la masa de aire. Aire Vapor

9 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 9 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Grado de saturación El grado de saturación es la razón de la humedad específica a temperatura y presión total dadas, con aquélla en condiciones de saturación.

10 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 10 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Humedad relativa Aire P a, T Vapor P v, T P v, T Humedad relativa es la razón de la presión parcial del vapor a la presión de saturación del vapor a la temperatura dada y la misma presión total.

11 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 11 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Punto de rocío El punto de rocío (DP, por sus siglas en inglés) es la temperatura a la que se condensa o solidifica el vapor cuando se enfría a presión constante.El punto de rocío (DP, por sus siglas en inglés) es la temperatura a la que se condensa o solidifica el vapor cuando se enfría a presión constante. Entonces, a (p v,T) dadas, el DP es T sat (p v ).Entonces, a (p v,T) dadas, el DP es T sat (p v ).

12 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 12 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor T2T2T2T2 T1T1T1T1 s Punto de rocío: T 1 a p v1 T p1p1 p2p2 Aire saturado: 1 2 El punto de rocío y la humedad relativa

13 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 13 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Aire Seco Todos los gases que normalmente se encuentran en el aire, excepto el vapor de aguaTodos los gases que normalmente se encuentran en el aire, excepto el vapor de agua Composición volumétricaComposición volumétrica –Oxígeno: 21% –Nitrógeno: 78% –Argón: 1%

14 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 14 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Relaciones adicionales útiles entre cantidades sicrométricas

15 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 15 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor DP P1P1 P2P2 T T2T2T2T2 T1T1T1T1 s Aire p 1a, T Vapor p v, T p v, T 12 Relaciones adicionales

16 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 16 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Equivalencia de las definiciones de  Vapor p g, T, y 2 Aire p 1a, T Vapor p v, T, y 1 Aire p 2a, T p 1 = p 2

17 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 17 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Equivalencia de las definiciones Para mezclas de aire- H 2 O a ~ 1 atm, las diferencias que se generan en las definiciones son pequeñas. Para mezclas de aire- H 2 O a ~ 1 atm, las diferencias que se generan en las definiciones son pequeñas. Vapor p g, T, y 2 Aire p 1a, T Vapor p v, T, y 1 Aire p 2a, T p 1 = p 2

18 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 18 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Relación entre  y  T s p1p1 pgpg

19 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 19 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Relación entre  y  T s p1p1 pgpg

20 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 20 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Procesos sicrométricos

21 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 21 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Ejemplo: determinar la humedad relativa Datos: Encuentre la humedad relativa si se conoce la temperatura ambiente (temperatura de bulbo seco) y el punto de rocío. La temperatura ambiente es de 70 o F y una ventana de la habitación retiene humedad a 44 o F. Solución: T s 70 44 pvpvpvpv pgpgpgpg

22 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 22 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Ejemplo: determinación de la humedad Solución (continúa): A 44 o F, p v = 0.1420 psia A 70 o F, p g = 0.3628 psia Ts 70 44 pvpvpvpv pgpgpgpg

23 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 23 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Fin de Aplicaciones sicrométricas - 1

24 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 1. Transparencia 24 Aplicaciones sicrométricas - 1 Mezclas de gas-vapor Términos y conceptos clave Grado de saturación Punto de rocío Humedad Humedad relativa