GASOTÉCNIAING. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ UNIDAD I PARTE I (FUNDAMENTOS BASICOS) 1- Los globos aerostáticos se llenan con gas helio debido a que solo pesa una séptimo del peso del aire en condiciones idénticas. Las fuerzas de flotación se expresa como 𝐹𝐹 = 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 . 𝑔. 𝑉𝑔𝑙𝑜𝑏𝑜 empujará el globo hacia arriba. Si este tiene un diámetro de 30 pies y transporta dos personal de 140 𝑙𝑏𝑚 cada una, determina la aceleración del globo en el momento en que se suelta. Suponga que la densidad del aire es 𝜌 = 0.0724 𝑙𝑏𝑚 𝑝𝑖𝑒 3 y desprecie el peso de las cuerdas y de la canasta. 𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎: 𝟒𝟓. 𝟏 𝒑𝒊𝒆𝒔 𝒔𝟐 2- La mitad inferior de un recipiente cilíndrico de 10m de altura se llena con agua (𝜌 = 1000 𝑘𝑔 𝑚3 ) y la mitad superior con aceite que tiene una densidad relativa de 0.85. Determina la diferencia de presión entre la parte superior y el fondo del cilindro. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟗𝟎. 𝟕𝒌𝑷𝒂 3- Un dispositivo vertical de cilindro-émbolo sin fricción contiene un gas a 500𝐾𝑃𝑎. La presión atmosférica es en exterior es de 100𝐾𝑃𝑎 y el área del émbolo mide 30𝑐𝑚3 . Determine la masa del émbolo. [email protected] la válvula.59 y g:9.Un tubo de vidrió se une a una tubería de agua como se muestra en la figura. Una pieza separada de cierta masa. donde el líquido es (a) Agua. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ 4. y (c) mercurio.GASOTÉCNIA ING.789.Determine la presión equivalente a 1 bar en función de los metros de una columna de líquido a temperatura ambiente.8 𝑚 𝑠 2 en ese sitio y considere la densidad del agua igual a 1000𝐾𝑔 𝑚3 . 𝟖 𝒈 5. Si la presión del agua en el fondo de tubo es 115Kpa y la presión atmosférica local es de 92KPa.80𝑚 𝑠 2 rikrdohernandez@hotmail. La tapa de una olla de presión sella perfectamente y el vapor puede escapar solo por una abertura en la parte media de la tapa. Suponga g:9. el escape periódico del vapor previene cualquier presión potencial peligrosa y mantiene la presión interna con un valor constante. la densidad relativa del mercurio es 13. al mantener la presión y temperatura más alta en el interior. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂 𝟒𝟎. cuya presión de operación es 100KPa manométricos y que tiene un área de sección transversal suponga una atmosfera de 101KPa y dibuje el diagrama de cuerpo libre de la válvula.com .Una olla de presión cocina mucho más rápido que una cacerola ordinaria. (b) alcohol etílico. 6. En esta forma. La densidad relativa del alcohol etílico es 0. Determine la más de la válvula de una olla exprés. se coloca sobre esta abertura y evita que el vapor escape hasta que la fuerza de la presión supere el peso de la válvula. Determine en metros la altura a la que ascenderá el agua en el tubo. 1 m. Uno de ellos toma el ascensor hasta el último piso y anota una lectura del barómetro de 993. 𝟐 𝐤𝐏𝐚 9. si nos dicen que el fluido del manómetro es un aceite con densidad relativa 0.4 mbar.35 m. El tanque se localiza sobre una montaña a una altitud de 1400 m donde la presión atmosférica es de 85.2 m y h3 = 0. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟏𝟎𝟐. El estudiante que queda a nivel del suelo toma una lectura de 1012. Además.Suponga que deseamos determinar la presión absoluta en el tanque de la figura (KPa y atmósferas). 850 kg/m3 y 13600 kg/m3 respectivamente. 𝟔𝒌𝒑𝒂 rikrdohernandez@hotmail. La densidad del aire es 1.2 mbar. las densidades del agua.com .Se pide a dos estudiantes que midan la altura de un rascacielos.El agua de un tanque esta presurizada por aire y la presión se mide con un manómetro multifluido como se indica en la figura. h2 = 0. la presión atmosférica en ese lugar es de 98. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ 7.68 𝑚 𝑠 2 . 8.16 𝑘𝑔 𝑚3 y g: 9.87 y la altura del líquido h es de 45.GASOTÉCNIA ING.6 kPa. del aceite y del mercurio son 1000 kg/m3. Determínese la altura en metros que indicaron los estudiantes.2 cm.4 KPa. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟏𝟐𝟗. Determine la presión del aire en el tanque si. h1 = 0. Se rompe la membrana y el volumen específico final es 0. determine la presión dentro del cilindro. si la presión atmosférica es 95 KPa.53 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 se encuentra a 90°F y 20 Psig. 𝟏𝟔 𝒍𝒃𝒎𝒐𝒍 𝒚𝟏𝟕𝟐.GASOTÉCNIA ING. con un volumen específico inicial de 0.55 𝑚3 𝑘𝑔. en 𝑚3 𝑘𝑔 . 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂𝒔: 𝟒𝟑. Calcúlese el volumen específico del aire inicial en A. Suponga que la presión atmosférica corresponde a 14.67 𝑚 𝑠 2 . 11.Un resorte comprimido ejerce sobre el émbolo una fuerza de 60N. y (c) el peso específico en 𝑁 𝑚3 .El aire en una llanta de automóvil con un volumen de 0. 𝟕𝟓 PARTE II (GAS IDEAL) 13.6 psia y que la temperatura y el volumen permanecen constantes.417 𝑚3 𝑘𝑔. Determine el número de moles y la masa del helio en el globo.com . 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟎. Determine la cantidad de aire que debe agregarse para elevar la presión al valor recomendado de 30 psig.Un globo aerostático esférico con un diámetro de 25 pies se llana con helio a 70°F y 30Psia. Determínese (a) el Volumen especifico del gas en 𝑚3 /𝑘𝑔.4 g de un gas ocupa un volumen de 1. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟏𝟐𝟑.Un deposito de 11𝑚3 de aire está dividido por una membrana en una parte A. 𝟎𝟐𝟔𝟎 𝒍𝒃𝒎 rikrdohernandez@hotmail. y una parte B. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟎. 𝟔 𝒍𝒃𝒎 14.Sobre la superficie de la luna donde la aceleración local es 1. 12. 𝟒𝑲𝑷𝒂. con un volumen de 6𝑚3 . LUIS RICARDO HERNÁNDEZ 10. 5.2 𝑐𝑚3 . (b) la densidad en 𝑔 𝑐𝑚 3 . 02 Kg de gas y la temperatura baja hasta 27 °C. Calcúlese el volumen de aire que hay que quitar. A y B. con un volumen de 0. posee una gravedad especifica de 0.Dos depósitos aislados.Gas natural proveniente de un reservorio de hidrocarburo y producido a través del pozo. (a) Calcúlese el volumen del depósito. 𝟑 16. si se midiese a 20 °C y 100 KPa. determínese la masa de dióxido de carbono que ha salido si la masa inicial era de 15 Kg.Es necesario almacenar 100Lbm de metano en un depósito de gas a 160 °F y 250 psia. en kilogramos.Se llena un globo con Metano (𝐶𝐻4 ) a 20 °C y 1 bar. 𝟖𝟐 𝒃)𝟒.5 bar y 37 °C en un volumen de 0. 𝟒 𝒇𝒕𝟑 /𝒍𝒃𝒎𝒐𝒍 23.042 𝑚3 . 27 °C. (b) Determínese el volumen.com . b) La densidad del gas natural en condiciones del reservorio en 𝑙𝑏𝑚 𝑓𝑡 3 . 19. 𝟎 17. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂𝒔: 𝒂 𝟏𝟗𝟖 𝒚 𝒃 𝟔𝟎𝟎 18. ha alcanzado 360 KPa a 40 °C. c) El flujo de gas en lbm/dia. 𝟏𝒌𝒈 21.84 bar y 0°C.65. están conectados mediante tuberías apropiadas por medio de una Válvula inicialmente cerrada. la presión es de 2. tras enfriarlo hasta 20 °C. hasta que el volumen es 26.0 bar y la temperatura es la del ambiente. Calcúlese la presión final en Kilopascales. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ 15.8 KPa. si la presión barométrica es 98. (b) Hay un escape de 0. (b)Posteriormente se añaden 500 Kg de gas. 𝟑𝟏 𝒄)𝟓𝟒. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟒. La presión y temperatura del yacimiento es 1500 psia y 150 °F. en metros cúbicos.En un depósito de 50L se tiene monóxido de carbono a 210 KPa y 127 °C. (a) Calcúlese la masa de gas en el interior del globo. 𝟑 𝒃 𝟐𝟗. en metros cúbicos.1 MMscf/day. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂𝒔: 𝒂)𝟏𝟖.El aire del interior de un neumático de automóvil. se desearía que la presión fuese de 300 KPa. Calcúlese el volumen del depósito B en metros cúbicos. en kilogramos.7 bar y 60 °C. dicho pozo produce un caudal de 1.4𝑚3 .Calcular el volumen que ocupa un mol de gas en condiciones estándar. el depósito B contiene nitrógeno a 2. Si la temperatura del gas en el momento de la detección del escape es 20 °C. (a) Determínese la masa del gas. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂𝒔: 𝒂 𝟎.GASOTÉCNIA ING. Calcular: a) El aparente peso molecular aparente del gas natural. en metros cúbicos.030 𝑚3 . se abre la válvula y se retira el aislamiento. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝒂 𝟏𝟕. En el equilibrio. Se produce un escape que no se detecta hasta que la presión ha caído 340 KPa. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟎.Un depósito contiene dióxido de carbono a 500 KPa y 40 °C. si el globo se eleva hasta una altura en la que su estado es de 0. 𝟎𝟖𝟖𝟒 𝒃 𝟐𝟑. pero la temperatura se mantiene constante.Se necesita almacenar 1500kg de propano 𝐶3 𝐻8 en un depósito de gas a 42°C y 450 KPa. El depósito A contiene nitrógeno a 1. Calcúlese el volumen del depósito en pies cúbicos. 𝟓𝟓𝟗 rikrdohernandez@hotmail. 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂: 𝟑𝟕𝟗. 𝟎𝟑𝟖𝟐 22. Calcúlese la presión manométrica del gas que queda en el depósito en kilopascales. 20. 𝟑 𝟑 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂𝒔: 𝒂) 𝟏𝟖. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ 24. 𝟔𝟑𝟔 𝒄) 𝟓. 𝟒𝟐 𝒃) 𝟎.com . asumiendo un comportamiento ideal determine a) El peso molecular aparente b) La gravedad específica c) La densidad del gas a 2000psia y 150 °F.Una muestra de gas natural presenta la composición que se muestra a continuación.GASOTÉCNIA ING. 𝟏𝟕𝟖 𝒇𝒕 𝒍𝒃𝒎 rikrdohernandez@hotmail. 𝟔𝟐𝟖 𝒍𝒃𝒎 𝒇𝒕 𝒅)𝟎. d) Volumen especifico a 2000psia y 150 °F. com . LUIS RICARDO HERNÁNDEZ [email protected]ÉCNIA ING. LUIS RICARDO HERNÁNDEZ [email protected]ÉCNIA ING.com .