domingo, 14 de febrero de 2016

Capítulo 16 - Soluciones Termodinámica Cengel & Boles 7ma edición - Chapter 16 - Solution Cengel Boles.

16-1C ¿Una tabla de madera está en equilibrio químico con el aire? Get solution

16-2C Escriba tres diferentes relaciones de KP para mezclas reactantes de gases ideales y diga cuándo se debe usar cada relación. Get solution

16-3C Considere una mezcla de NO, O2 y N2 en equilibrio a una temperatura y una presión especificadas. Ahora se triplica la presión. a) ¿Cambiará la constante de equilibrio KP? b) ¿Cambiará el número de moles de NO, O2 y N2? ¿Cómo? Get solution

16-4C Una cámara de reacción contiene una mezcla de CO2, CO y O2 en equilibrio a una temperatura y a una presión especificadas. ¿Cómo afectará al número de moles de CO2 a) el aumento de la temperatura a presión constante y b) el aumento de la presión a temperatura constante? Get solution

16-5C Una cámara de reacción contiene una mezcla de N2 y N en equilibrio a una temperatura y una presión especificadas. ¿Cómo afectará al número de moles de N2 a) el aumento de la temperatura a presión constante y b) el aumento de la presión a temperatura constante? Get solution

16-6C Una cámara de reacción contiene una mezcla de CO2, CO y O2 en equilibrio a una temperatura y una presión especificadas. Ahora se agrega algo de N2 a la mezcla mientras la temperatura y la presión se mantienen constantes. ¿Afectará esto el número de moles de O2? ¿Cómo? Get solution

16-7C ¿Qué elemento tiene más probabilidades de disociarse a su forma monoatómica a 3.000 K, el H2 o el N2? ¿Por qué? Get solution

16-8C La constante de equilibrio para la reacción C 12 O <---> CO a 100 kPa y 1.600 K es KP. Use esta información para encontrar la constante de equilibrio para las siguientes reacciones a 1.600 K: <---> H2O a 1 atm y 1.200 K es KP. Use esta información para determinar la constante de equilibrio para las siguientes reacciones:

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16-9C La constante de equilibrio para la reacción H2 12 O2 <---> H2O a 1 atm y 1.200 K es KP. Use esta información para determinar la constante de equilibrio para las siguientes reacciones:

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16-10 Una mezcla de gases ideales se prepara en un recipiente rígido que inicialmente está al vacío y se mantiene a una temperatura constante de 20 °C. Primero se agrega nitrógeno hasta que la presión es de 110 kPa; en seguida se agrega dióxido de carbono hasta una presión de 230 kPa, y finalmente se agrega NO hasta una presión de 350 kPa. Determine la función de Gibbs del nitrógeno en esta mezcla.  Get solution

16-11 Una mezcla de gases ideales está constituida por 30 por ciento de N2, 30 por ciento de O2 y 40 por ciento de H2O por fracciones molares. Determine la función de Gibbs del N2 cuando la presión de la mezcla es 5 atm y su temperatura es de 600 K. Get solution

16-12 ¿A qué temperatura estará el nitrógeno disociado en 0.2 por ciento a a) 1 kPa y b) 10 kPa?  Get solution

16-13 Use la función de Gibbs para determinar la constante de equilibrio de la reacción H 2O <---> H2 12 O2 a) a 500 K y b) a 2 000 K. ¿Cómo se comparan éstas con las constantes de equilibrio de la tabla A-28? Get solution

16-14 El dióxido de carbono se produce comúnmente por la reacción C O2 <---> CO2. Determine el rendimiento de dióxido de carbono (en fracción molar) cuando la reacción tiene lugar en un reactor que se mantiene a 1 atm y 3 800 K. El logaritmo natural de la constante de equilibrio para la reacción C O2 <---> CO2 a 3 800 K es –0.461.  Get solution

16-15 Considere la reacción C O2 <---> CO2 a 1 atm y 3 800 K. Si la presión del reactor se aumenta a 700 kPa, ¿cuánto cambiará el rendimiento de dióxido de carbono? El logaritmo natural de la constante de equilibrio para la reacción C O2 <---> CO2 a 3 800 K es –0.461. Get solution

16-16 Considere la reacción C O2 <---> CO2 a 1 atm y 3 800 K. ¿Cuánto cambiará el rendimiento de dióxido de carbono si el aire atmosférico proporciona el oxígeno necesario para la reacción? El logaritmo natural de la constante de equilibrio para la reacción C O2 <---> CO2 a 3 800 K es –0.461, y para la reacción C (O2 3.76 N2) <---> CO2 3.76 N2 a 3 800 K es 12.49. Get solution

16-17 Una mezcla gaseosa de 30 por ciento (por fracción molar) de metano y 70 por ciento de nitrógeno se calienta a 1.200 K manteniendo su presión a 1 atm. Determine la composición de equilibrio (por fracción molar) de la mezcla resultante. El logaritmo natural de la constante de equilibrio para la reacción C 2H2 <---> CH4 a 1.200 K es 4.147.  Get solution

16-18 Determine la composición de los productos de la reacción de disociación CO2 <---> CO O cuando los productos están a 1 atm y 2.500 K. Nota: Primero evalúe la Kp de esta reacción usando valores KP de las reacciones CO2 <---> CO 12 O2 y 0.5O2 <---> O. Get solution

16-19 Considere la reacción de disociación CO2 <---> CO O a 1 atm y 2.500 K. Ahora se agregan 3 moles de nitrógeno al mol de CO2. Determine la composición de equilibrio de los productos a la misma temperatura y a la misma presión con el nitrógeno adicional. Nota: Evalúe primero la KP de esta reacción usando los valores de KP de las reacciones CO2 <---> CO 12 O2 y 0.5O2 <---> O. Get solution

16-20 La reacción N2 O2 <---> 2NO ocurre en los motores de combustión interna. Determine la fracción molar de equilibrio del NO cuando la presión es de 101 kPa y la temperatura es de 1.600 K. Get solution

16-21E Usando los datos de la función de Gibbs, determine la constante de equilibrio KP para la reacción H2 12 O2 <---> H2O a) a 537 R y b) a 4.320 R. Compare sus resultados con los valores de KP listados en la tabla A-28.  Get solution

16-22 Determine la constante de equilibrio KP para el proceso CO 12 O2 CO2 a) a 298 K y b) a 2.000 K. Compare sus resultados con los valores de KP listados en la tabla A-28. Get solution

16-23 Estudie el efecto de variar el porcentaje de exceso de aire durante la combustión de hidrógeno en un proceso de flujo estacionario a una presión de 1 atm. ¿A qué temperatura se quemará a agua el 97 por ciento del H2? Suponga que la mezcla de equilibrio consiste en H2O, H2, O2 y N2. Get solution

16-24 Determine la constante de equilibrio KP para la reacción CH4 2O2 <---> CO2 2H2O a 25 °C.  Get solution

16-25 Usando los datos de la función de Gibbs, determine la constante de equilibrio KP para el proceso de disociación CO2 <---> CO 12 O2 a) a 298 K y b) a 1 800 K. Compare sus resultados con los valores KP listados en la tabla A-28. Get solution

16-26 Se quema monóxido de carbono con 100 por ciento de exceso de aire durante un proceso de flujo estacionario a una presión de 1 atm. ¿A qué temperatura se quemará a CO2 el 93 por ciento del CO? Suponga que la mezcla de equilibrio consiste en CO2, CO, O2 y N2.  Get solution

16-27 Reconsidere el problema 16-26. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto de variar el porcentaje de exceso de aire durante el proceso de flujo estacionario de 0 a 200 por ciento, sobre la temperatura a la cual el 93 por ciento del CO se quema a CO2. Grafique la temperatura contra el porcentaje de exceso de aire, y explique los resultados. Get solution

16-28E Repita el problema 16-26 usando los datos en unidades inglesas. Get solution

16-29 Se quema hidrógeno con 150 por ciento de aire teórico durante un proceso de flujo estacionario a una presión de 1 atm. ¿A qué temperatura se quemará a H2O el 98 por ciento del H2? Suponga que la mezcla de equilibrio consiste en H2O, H2, O2 y N2. Get solution

16-30 Se calienta a 2.000 K aire (79 por ciento de N2 y 21 por ciento de O2), a una presión constante de 2 atm. Suponiendo que la mezcla de equilibrio consiste en N2, O2 y NO, determine la composición de equilibrio en este estado. ¿Es realista suponer que no estará presente oxígeno monoatómico ni nitrógeno monoatómico en la mezcla de equilibrio? ¿Cambiará la composición de equilibrio si la presión se duplica a temperatura constante? Get solution

16-31 Se calienta a 4.000 K hidrógeno (H2) a una presión constante de 5 atm. Determine el porcentaje de H2 que se disociará a H durante este proceso.  Get solution

16-32E Una mezcla de 2 mol de CO, 2 mol de O2 y 6 mol de N2 se calienta a 4.320 R a una presión de 3 atm. Determine la composición de equilibrio de la mezcla.  Get solution

16-33 Una mezcla de 3 moles de N2, 1 mol de O2 y 0.1 mol de Ar se calienta a 2.400 K a una presión constante de 10 atm. Suponiendo que la mezcla de equilibrio consiste en N2, O2, Ar y NO, determine la composición de equilibrio.  Get solution

16-34 Determine la fracción molar de sodio que se ioniza de acuerdo con la reacción Na <---> Na e a 2 000 K y 1.5 atm (KP 0.668 para esta reacción).  Get solution

16-35 Un kmol de oxígeno se calienta de 1 atm y 298 K a 10 atm y 2.200 K. Calcule la cantidad total de transferencia de calor que se necesita, en kJ/kmol, si a) se desprecia la disociación y b) se considera la disociación. Get solution

16-36 El oxígeno del problema 16-35 se reemplaza por aire. Compare la transferencia total de calor necesaria, en kJ/kg, para calentar este aire de la misma manera a) despreciando la disociación y b) incluyendo la disociación.  Get solution

16-37 Entra propano líquido (C3H8) a una cámara de combustión a 25 °C, a razón de 1.2 kg/min. En la cámara se mezcla y se quema con 150 por ciento de exceso de aire que entra a la cámara de combustión a 12 °C. Si los gases de combustión consisten en CO2, H2O, CO, O2 y N2 y salen a 1.200 K y 2 atm, determine a) la composición de equilibrio de los gases productos de combustión y b) la tasa de transferencia de calor de la cámara de combustión. ¿Es realista despreciar la presencia del NO en los gases de combustión? Get solution

16-38 Reconsidere el problema 16-37. Usando el software EES (u otro), investigue si es realista despreciar la presencia de NO en los gases de combustión. Get solution

16-39 Se calienta oxígeno (O2) en un proceso de flujo estacionario, a 1 atm, de 298 a 3.000 K, a razón de 0.5 kg/min. Determine la tasa de suministro de calor que se necesita durante este proceso, suponiendo que a) se disocia a O algo de O2 y b) no hay disociación. Get solution

16-40 Estime KP para la siguiente reacción de equilibrio a 3.000 K: CO +H2O= CO2+ H2 A 2.000 K se sabe que la entalpía de la reacción es de 26 176 kJ/kmol y KP es de 0.2209. Compare su resultado con el valor obtenido al usar la definición de constante de equilibrio. Get solution

16-41 Un recipiente de volumen constante contiene una mezcla de 1 kmol de H2 y 1 kmol de O2 a 25 °C y 1 atm. El contenido se enciende. Determine la presión y la temperatura finales en el recipiente cuando los gases de combustión son H2O, H2 y O2. Get solution

16-42 Demuestre que, en la medida en que la variable de progreso de la reacción, a, para la reacción de disociación X2 <---> 2X es menor que 1, a está dada por

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16-43C ¿Cuál es el criterio de equilibrio para sistemas que incluyen dos o más reacciones químicas simultáneas? Get solution

16-44C Al determinar la composición de equilibrio de una mezcla que incluye reacciones simultáneas, ¿cómo determinaría usted el número de relaciones de KP que se necesitan? Get solution

16-45 Un mol de H2O se calienta a 3.400 K a una presión de 1 atm. Determine la composición de equilibrio, suponiendo que sólo están presentes H2O, OH, O2 y H2. Get solution

16-46 Una mezcla de 2 mol de CO2 y 1 mol de O2 se calienta a 2.000 K a una presión de 4 atm. Determine la composición de equilibrio de la mezcla suponiendo que sólo están presentes CO2, CO, O2 y O. Get solution

16-47 Se calienta aire (21 por ciento de O2, 79 por ciento de N2) a 3.000 K a una presión de 2 atm. Determine la composición de equilibrio, suponiendo que sólo están presentes O2, N2, O y NO. ¿Es realista suponer que no estará presente nada de N en la mezcla final de equilibrio? Get solution

16-48E Se calienta aire (21 por ciento de O2, 79 por ciento de N2) a 5.400 R a una presión de 1 atm. Determine la composición de equilibrio suponiendo que sólo están presentes O2, N2, O y NO. ¿Es realista suponer que no estará presente nada de N en la mezcla final de equilibrio? Get solution

16-49E Reconsidere el problema 16-48E. Use el software EES (u otro) para obtener la solución del equilibrio. Compare su técnica de resolución con la que se usó en el problema 16-48E. Get solution

16-50 Se calienta vapor de agua (H2O) durante un proceso de flujo estacionario a 1 atm, de 298 a 2.400 K, a razón de 0.6 kg/min. Determine la tasa de suministro de calor necesaria durante este proceso, suponiendo que a) algo del H2O se disocia en H2, O2 y OH, y b) no ocurre ninguna disociación.  Get solution

16-51 Reconsidere el problema 16-50. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto de la temperatura final sobre la tasa de calor suministrado para los dos casos. Haga variar la temperatura final de 2.500 a 3.500 K. Para cada uno de los dos casos, grafique la tasa de suministro de calor como función de la temperatura final. Get solution

16-52 Se quema alcohol etílico (C2H5OH(g)) a 25 °C en una cámara de combustión adiabática de flujo estacionario con 40 por ciento de exceso de aire que también entra a 25 °C. Determine la temperatura de flama adiabática de los productos a 1 atm, suponiendo que las reacciones significativas de equilibrio son CO2 CO 12 O2 y 12 N2 12 O2 NO. Grafique la temperatura de flama adiabática y los kmoles de CO2, CO y NO en equilibrio para valores de porcentaje de exceso de aire entre 10 y 100 por ciento. Get solution

16-53C ¿Cuál es la importancia de la ecuación de van"t Hoff? Get solution

16-54C ¿Un combustible se quemará más completamente a 2.000 o a 2.500 K? Get solution

16-55 Estime la entalpía de reacción h _ R para el proceso de disociación O2 <---> 2O a 3.100 K, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP.  Get solution

16-56 Estime la entalpía de reacción h _ R para el proceso de combustión de monóxido de carbono a 2.200 K, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP. Get solution

16-57E Estime la entalpía de reacción h _ R para el proceso de combustión de monóxido de carbono a 3.960 R, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP.  Get solution

16-58 Usando los datos de entalpía de reacción h _ R y el valor de KP a 3.000 K, estime el valor de KP del proceso de combustión H2 12 O2 <---> H2O a 3.200 K.  Get solution

16-59 Estime la entalpía de reacción h _ R para el proceso de disociación CO2 <---> CO 12 O2 a 2.200 K, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP. Get solution

16-60 Estime la entalpía de reacción para la reacción de equilibrio CH4 2O2 <---> CO2 2H2O a 2.000 K, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP. Get solution

16-61C Considere un depósito que contiene una mezcla de vapor y líquido saturados de agua en equilibrio. Ahora se deja escapar a una parte de vapor del depósito a presión y temperatura constantes. ¿Perturbará esto el equilibrio de fases y ocasionará que se evapore algo del líquido? Get solution

16-62C Considere una mezcla de dos fases de amoniaco y agua en equilibrio. ¿Puede existir esta mezcla en dos fases a la misma temperatura pero a diferente presión? Get solution

16-63C Usando los datos de solubilidad de un sólido en un líquido especificado, explique cómo determinaría la fracción molar del sólido en el líquido en la interfase a una temperatura especificada. Get solution

16-64C Usando datos de solubilidad de un gas en un sólido, explique cómo determinaría la concentración molar del gas en el sólido en la interfase sólido-gas a una temperatura especificada. Get solution

16-65C Usando los datos de la constante de Henry para un gas disuelto en un líquido, explique cómo determinaría la fracción molar del gas disuelto en el líquido en la interfase a una temperatura especificada. Get solution

16-66E Se sopla aire a 70 °F y 100 psia a través de un medio poroso que está saturado con agua líquida a 70 °F. Determine la presión parcial máxima del agua evaporada al aire al salir éste del medio poroso. Get solution

16-67 Considere una mezcla de oxígeno y nitrógeno en fase gaseosa. ¿Cuántas propiedades independientes se necesitan para fijar el estado del sistema?  Get solution

16-68 Demuestre que una mezcla de líquido y vapor saturados de refrigerante 134a a 20 °C satisface el criterio para equilibrio de fases. Get solution

16-69 Demuestre que una mezcla de agua líquida saturada y vapor saturado de agua a 300 kPa satisface el criterio para equilibrio de fases. Get solution

16-70 Una mezcla líquido-vapor de refrigerante 134a está a 280 kPa con una calidad de 70 por ciento. Determine el valor de la función de Gibbs, en kJ/kg, cuando las dos fases están en equilibrio. Get solution

16-71E Calcule el valor de la función de Gibbs para vapor saturado a 300 °F como líquido saturado, vapor saturado y una mezcla de líquido y vapor con una calidad de 60 por ciento. Demuestre que existe el equilibrio de fases. Get solution

16-72 Una mezcla de amoniaco y agua está a 10 °C. Determine la presión del vapor de amoniaco cuando la fracción molar del amoniaco en el líquido es a) 20 por ciento y b) 80 por ciento. La presión de saturación del amoniaco a 10 °C es de 615.3 kPa. Get solution

16-73 Usando el diagrama de equilibrio líquido-vapor de una mezcla de oxígeno y nitrógeno, determine la composición de cada fase a 80 K y 100 kPa. Get solution

16-74 Usando el diagrama de equilibrio líquido-vapor de una mezcla de oxígeno y nitrógeno a 100 kPa, determine la temperatura a la que la composición de la fase de vapor es 79 por ciento de N2 y 21 por ciento de O2.  Get solution

16-75 ¿A qué temperatura tendrá la fase líquida de una mezcla de oxígeno y nitrógeno a 100 kPa una fracción másica de nitrógeno de 60 por ciento? Get solution

16-76 Una mezcla oxígeno-nitrógeno consiste en 30 kg de oxígeno y 40 kg de nitrógeno. Esta mezcla se enfría a 84 K a una presión de 0.1 MPa. Determine la masa del oxígeno en el líquido y la fase gaseosa.  Get solution

16-77 ¿Cuál es la masa total de la fase líquida del problema. 16-76? Get solution

16-78 Una pared de caucho natural separa gases O2 y N2 a 25 °C y 300 kPa. Determine las concentraciones molares de O2 y N2 en la pared. Get solution

16-79 Una mezcla de dos fases de amoniaco y agua está en equilibrio a 50 °C. Si la composición de la fase de vapor es de 99 por ciento de NH3 y 1 por ciento de H2O por números de moles, determine la composición de la fase líquida de esta mezcla. La presión de saturación del NH3 a 50 °C es de 2.033.5 kPa. Get solution

16-80 Se mezcla un kmol de amoniaco con 2 kmol de agua en un contenedor cerrado que se mantiene a 100 kPa y 25 °C. Determine la fracción molar del amoniaco en la fase líquida y en la fase vapor. La presión de saturación del amoniaco a 25 °C es de 1 003.5 kPa. Get solution

16-81 Una unidad de refrigeración por absorción de amoniaco en agua opera su absorbedor a 0 °C y su generador a 46 °C. La mezcla de vapor en el generador y en el absorbedor debe tener una fracción molar de amoniaco de 96 por ciento. Suponiendo comportamiento ideal, determine la presión de operación en a) el generador y b) el absorbedor. También determine la fracción molar del amoniaco en c) la mezcla líquida fuerte que se bombea del absorbedor y d) la mezcla líquida débil que se drena del generador. La presión de saturación del amoniaco a 0 °C es de 430.6 kPa, y a 46 °C es de 1 830.2 kPa. Get solution

16-82 Vuelva a resolver el problema 16-81 cuando la temperatura en el absorbedor aumenta a 6 °C y la temperatura en el generador se reduce a 40 °C. La presión de saturación del amoniaco a 6 °C es de 534.8 kPa y a 40 °C es de 1.556.7 kPa. Get solution

16-83 Los productos espumosos como la crema de afeitar se hacen con mezclas líquidas cuyos ingredientes son principalmente agua y un refrigerante como el refrigerante 134a. Considere una mezcla líquida de agua y refrigerante 134a con una fracción másica de agua de 90 por ciento que está a 20 °C. ¿Cuál es la fracción molar del vapor de agua y vapor de refrigerante 134a en el gas que llena las burbujas que forman la espuma?  Get solution

16-84 Considere un vaso con agua en un cuarto a 27 °C y 92 kPa. Si la humedad relativa en el cuarto es de 100 por ciento y el agua y el aire están en equilibrio térmico y de fases, determine a) la fracción molar de vapor de agua en el aire y b) la fracción molar de aire en el agua. Get solution

16-85 Considere un refresco carbonatado en una botella a 27 °C y 130 kPa. Suponiendo que el espacio gaseoso arriba del líquido consiste en una mezcla saturada de CO2 y vapor de agua, y considerando el refresco como agua, determine a) la fracción molar de vapor de agua en el gas CO2 y b) la masa de CO2 disuelto en un refresco de 300 mL. Get solution

16-86 Usando los datos de la función de Gibbs, determine la constante de equilibrio KP para el proceso de disociación O2 <---> 2O a 2 000 K. Compare su resultado con el valor de KP listado en la tabla A-28.  Get solution

16-87 Una mezcla de 1 mol de H2 y 1 mol de Ar se calienta a presión constante de 1 atm hasta que 10 por ciento del H2 se disocia en hidrógeno monoatómico (H). Determine la temperatura final de la mezcla. Get solution

16-88 Determine la constante de equilibrio para la reacción CH4 2O2 <---> CO2 2H2O cuando la reacción ocurre a 690 kPa y 3.000 K. Los logaritmos naturales de la constante de equilibrio para las reacciones C 2H2 <---> CH4 y C O2 <---> CO2 a 3.000 K son 9.685 y 15.869, respectivamente. Get solution

16-89 Una mezcla de 1 mol de H2O, 2 moles de O2 y 5 moles de N2 se calienta a 2.200 K a una presión de 5 atm. Suponiendo que la mezcla de equilibrio consiste en H2O, O2, N2 y H2, determine la composición de equilibrio en este estado. ¿Es realista suponer que no habrá OH presente en la mezcla de equilibrio? Get solution

16-90 Se quema gas metano (CH4) a 25° C con la cantidad estequiométrica de aire durante un proceso de combustión adiabática de flujo estacionario a 1 atm. Suponiendo que los gases de combustión consisten en CO2, H2O, CO, N2 y O2, determine a) la composición de equilibrio de los gases productos de combustión y b) la temperatura de salida. Get solution

16-91 Reconsidere el problema 16-90. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto del exceso de aire en la composición de equilibrio y la temperatura de salida variando el porcentaje de exceso de aire de 0 a 200 por ciento. Grafique la temperatura de salida contra el porcentaje de exceso de aire, y explique los resultados. Get solution

16-92 Considere la reacción CH4 2O2 <---> CO2 2H2O cuando la reacción ocurre a 700 kPa y 3.000 K. Determine la presión parcial de equilibrio del dióxido de carbono. Los logaritmos naturales de las constantes de equilibrio de las reacciones C 2H2 <---> CH4 y C O2 <---> CO2 a 3.000 K son 9.685 y 15.869, respectivamente.  Get solution

16-93 Diez kmol de gas metano se calientan de 1 atm y 298 K a 1 atm y 1.000 K. Calcule la cantidad total de transferencia de calor necesaria cuando a) se desprecia la disociación y b) cuando se considera la disociación. El logaritmo natural de la constante de equilibrio para la reacción C 2H2 <---> CH4 a 1.000 K es de 2.328. Para la solución del inciso a), use coeficientes empíricos de la tabla A-2c. Para la solución del inciso b), use calores específicos constantes y tome los calores específicos a volumen constante del metano, el hidrógeno y el carbono a 1.000 K como 63.3, 21.7 y 0.711 kJ/kmol · K, respectivamente. El calor específico a volumen constante del metano a 298 K es 27.8 kJ/kmol · K. Get solution

16-94 Se quema carbono sólido a 25 °C con una cantidad estequiométrica de aire que está a una presión de 1 atm y 25° C. Determine el número de moles de CO2 que se forman por kmol de carbono cuando sólo están presentes en los productos CO2, CO, O2 y N2 y los productos están a 1 atm y 967 °C. Get solution

16-95 Determine la cantidad de calor liberada por kilogramo de carbono por la combustión del problema 16-94.  Get solution

16-96 Se quema gas metano con 30 por ciento de exceso de aire. Este combustible entra a un quemador de flujo estacionario a 101 kPa y 25 °C, y se mezcla con el aire. Los productos de combustión salen de este quemador a 101 kPa y 1.600 K. Determine la composición de equilibrio de los productos de combustión, y la cantidad de calor liberada por esta combustión, en kJ/kmol metano. Get solution

16-97E Se quema octano gaseoso con 40 por ciento de exceso de aire en un motor de automóvil. Durante la combustión, la presión es de 600 psia y la temperatura llega a 3.600 R. Determine la composición de equilibrio de los productos de combustión. Get solution

16-98 Se quema gas propano con 20 por ciento de exceso de aire. La mezcla aire-combustible entra a una cámara de combustión de flujo uniforme a 1 atm y 25 °C. Los productos de la combustión salen del reactor a 1 atm y 2 000 K. a) ¿Cuál es la composición de equilibrio (por fracción másica) de los productos cuando éstos contienen algo de NO? b) ¿Cuánto calor se libera, en kJ/kg de propano, por este proceso de combustión? Get solution

16-99 Se quema uniformemente gas propano a una presión de 1 atm con un exceso de 10 por ciento de oxígeno suministrado por el aire atmosférico. Los reactivos entran a una cámara de combustión de flujo uniforme a 25 °C. Determine la temperatura final de los productos si la combustión tiene lugar sin transferencia de calor, y la composición de equilibrio.  Get solution

16-100 Una mezcla de 2 moles de H2O y 3 moles de O2 se calienta a 3.600 K a una presión de 8 atm. Determine la composición de equilibrio de la mezcla, suponiendo que sólo están presentes H2O, OH, O2 y H2. Get solution

16-101 Una mezcla de 3 moles de CO2 y 3 moles de O2 se calienta a 2.600 K a una presión de 1.5 atm. Determine la composición de equilibrio de la mezcla, suponiendo que sólo están presentes CO2, CO, O2 y O.  Get solution

16-102 Reconsidere el problema 16-101. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto de la presión en la composición de equilibrio variando la presión de 1 atm a 10 atm. Grafique la cantidad de CO presente en el equilibrio como función de la presión. Get solution

16-103 Estime la entalpía de reacción h _ R para el proceso de combustión de hidrógeno a 2.400 K, usando a) datos de entalpía y b) datos de KP.  Get solution

16-104 Reconsidere el problema 16-103. Usando el software EES (u otro), investigue el efecto de la temperatura en la entalpía de reacción usando ambos métodos variando la temperatura de 2.000 a 3.000 K. Get solution

16-105 Usando los datos de la entalpía de reacción h _ R y el valor de KP a 2.800 K, estime el valor de KP del proceso de disociación O2 <---> 2O a 3.000 K. Get solution

16-106 Un recipiente de volumen constante contiene inicialmente un kmol de monóxido de carbono CO y 3 kmol de oxígeno O2 (no hay nitrógeno) a 25 °C y 3 atm. Ahora se enciende la mezcla y el CO se quema por completo a dióxido de carbono CO2. Si la temperatura final en el recipiente es de 800 K, determine la presión final en el recipiente y la cantidad de transferencia de calor. ¿Es realista suponer que no habrá CO en el recipiente cuando se alcance el equilibrio químico? Get solution

16-107 Un refresco carbonatado está totalmente cargado con gas CO2 a 17 °C y 600 kPa, de manera que toda la masa de refresco está en equilibrio termodinámico con la mezcla de CO2 y vapor de agua. Ahora considere una botella de soda de 2 L. Si el gas CO2 en esa botella se fuera a liberar y a almacenar en un contenedor a 20 °C y 100 kPa, determine el volumen del contenedor. Get solution

16-108 Se quema alcohol etílico (C2H5OH(g)) a 25 °C en una cámara de combustión adiabática de flujo estacionario con 90 por ciento de exceso de aire que también entra a 25 °C. Determine la temperatura de flama adiabática de los productos a 1 atm, suponiendo que la única reacción significativa de equilibrio es CO2 CO 12 O2. Grafique la temperatura de flama adiabática al variar el porcentaje de exceso de aire de 10 a 100 por ciento. Get solution

16-109 Se desea controlar la cantidad de CO en los productos de combustión de octano C8H18, de modo que la fracción volumétrica de CO en los productos sea menor de 0.1 por ciento. Determine el porcentaje de aire teórico necesario para la combustión del octano a 5 atm de modo que las temperaturas de los reactivos y de los productos sean 298 K y 2.000 K, respectivamente. Determine la transferencia de calor por kmol de octano para este proceso si la combustión ocurre en una cámara de combustión de flujo estacionario. Grafique el porcentaje de aire teórico necesario para 0.1 por ciento de CO en los productos como función de las presiones del producto entre 100 y 2.300 kPa. Get solution

16-110 Demuestre que, cuando las tres fases de una sustancia pura están en equilibrio, la función de Gibbs específica de cada fase es la misma. Get solution

16-111 Demuestre que, cuando dos fases de un sistema de dos componentes están en equilibrio, la función de Gibbs específica de cada fase de cada componente es la misma. Get solution

16-112 Usando la ley de Henry, demuestre que los gases disueltos en el líquido se pueden expulsar calentando el líquido. Get solution

16-113 Si la constante de equilibrio para la reacción H2 12 O2 <---> H2O es K, la constante de equilibrio para la reacción 2H2O <---> 2H2 O2 a la misma temperatura es a) 1/K b) 1/(2K) c) 2K d) K2 e) 1/K2 Get solution

16-114 Si la constante de equilibrio para la reacción CO 12 O2 <---> CO2 es K, la constante de equilibrio para la reacción CO2 3N2 <---> CO 12 O2 3N2 a la misma temperatura es a) 1/K b) 1/K 3) c) 4K d) K e) 1/K2 Get solution

16-115 La constante de equilibrio para la reacción H2 12 O2 <---> H2O a 1 atm y 1.500 °C se da como K. De las reacciones que se dan en seguida, todas a 1.500 °C, la reacción que tiene una constante de equilibrio diferente es

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16-116 De las reacciones que se dan en seguida, la reacción cuya composición de equilibrio a una temperatura especificada no se afecta por la presión es

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16-117 De las reacciones que se dan en seguida, la reacción cuyo número de moles de productos aumenta por la adición de gases inertes en la cámara de reacción a presión y temperatura constantes es

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16-118 Se calienta aire húmedo a una temperatura muy alta. Si la composición de equilibrio consiste en H2O, O2, N2, OH, H2 y NO, el número de relaciones de constantes de equilibrio que se necesita para determinar la composición de equilibrio de la mezcla es a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Get solution

16-119 Se quema propano C3H8 con aire, y los productos de combustión consisten en CO2, CO, H2O, O2, N2, OH, H2 y NO. El número de relaciones de constantes de equilibrio que se necesitan para determinar la composición de equilibrio de la mezcla es a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Get solution

16-120 Considere una mezcla de gases que consiste en tres componentes. El número de variables independientes que se necesitan especificar para fijar el estado de la mezcla es a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Get solution

16-121 El valor de la constante de Henry para gas CO2 disuelto en agua a 290 K es 12.8 MPa. Considere agua expuesta al aire atmosférico a 100 kPa que contiene 3 por ciento de CO2 por volumen. Bajo condiciones de equilibrio de fases, la fracción molar del gas CO2 disuelto en el agua a 290 K es a) 2.3 10 4 b) 3.0 10 4 c) 0.80 10 4 d) 2.2 10 4 e) 5.6 10 4 Get solution

16-122 La solubilidad del gas nitrógeno en caucho a 25 °C es 0.00156 kmol/m3 · bar. Cuando se establece el equilibrio de fases, la densidad del nitrógeno en una pieza de caucho colocada en una cámara de gas nitrógeno a 300 kPa es a) 0.005 kg/m3 b) 0.018 kg/m3 c) 0.047 kg/m3 d) 0.13 kg/m3 e) 0.28 kg/m3 Get solution

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