Determinar la capacidad calorífica específica Cp de una mezcla de argón y nitrógeno.

Para determinar la capacidad calorífica específica Ср de una mezcla de argón y nitrógeno en sus fracciones de masa igual a 0,5, es necesario utilizar la siguiente fórmula:

Cð = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

donde C1 y C2 son las capacidades caloríficas específicas de argón y nitrógeno, respectivamente, w1 y w2 son las fracciones de masa de argón y nitrógeno, respectivamente.

Para resolver el problema, es necesario conocer las capacidades caloríficas específicas del argón y el nitrógeno a presión constante. De la tabla de cantidades físicas puedes obtener los siguientes valores:

C1 = 0,52 kJ / (kg x K) C2 = 1,04 kJ / (kg x K)

Sustituyendo estos valores y fracciones de masa en la fórmula, obtenemos:

Cð = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Por tanto, la capacidad calorífica específica Cp de una mezcla de argón y nitrógeno en fracciones de masa iguales a 0,5 es igual a 0,78 kJ / (kg x K).

Tarea 20265 resuelta.

Descripción del Producto

Producto digital: Determinación del calor específico Cp de una mezcla de argón y nitrógeno

Este producto digital es una solución al problema de determinar la capacidad calorífica específica Cp de una mezcla de argón y nitrógeno en fracciones de masa iguales a 0,5.

La solución al problema incluye:

• Descripción detallada de la condición del problema.
• Fórmulas y leyes utilizadas.
• Derivación de la fórmula de cálculo.
• Resolviendo el problema con explicación paso a paso.
• Respuesta al problema

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Para resolver el problema debes utilizar la siguiente fórmula:

Cð = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

donde C1 y C2 son las capacidades caloríficas específicas de argón y nitrógeno, respectivamente, w1 y w2 son las fracciones de masa de argón y nitrógeno, respectivamente.

Para este problema se pueden obtener los siguientes valores de la tabla de cantidades físicas:

C1 = 0,52 kJ/(kgxK) C2 = 1,04 kJ/(kg x K)

Sustituyendo estos valores y fracciones de masa en la fórmula, obtenemos:

Cð = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Por tanto, la capacidad calorífica específica Cp de una mezcla de argón y nitrógeno en fracciones de masa iguales a 0,5 es igual a 0,78 kJ / (kg x K).

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Para solucionar este problema, podemos utilizar la fórmula para calcular la capacidad calorífica específica de una mezcla de gases:

Cp(mezcla) = Σ(xi * Cp,i)

donde xi es la fracción molar del i-ésimo componente de la mezcla, Cp,i es la capacidad calorífica específica del i-ésimo componente a presión constante.

Dado que en nuestro caso las fracciones masivas de argón y nitrógeno son iguales a 0,5, las fracciones molares también serán iguales a 0,5. De las tablas se sabe que las capacidades caloríficas específicas del argón y del nitrógeno a presión constante son iguales a 0,52 y 0,75 kJ/(kg*K), respectivamente.

Entonces la capacidad calorífica específica de la mezcla será igual a:

Cp(mezcla) = (0,5 * 0,52) + (0,5 * 0,75) = 0,635 kJ/(kg*K)

Por tanto, la capacidad calorífica específica de una mezcla de argón y nitrógeno con fracciones de masa iguales y fracciones de volumen iguales será igual a 0,635 kJ/(kg*K).

La capacidad calorífica específica Cp es una característica importante para mezclas de gases como el argón y el nitrógeno. Se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una mezcla en un grado Celsius a presión constante.

Para determinar la capacidad calorífica específica Cp de una mezcla de argón y nitrógeno, es necesario conocer sus fracciones de masa y sus capacidades caloríficas a volumen constante Cv. Para una mezcla de gases, puedes usar la fórmula:

Ср = (Cv1 + Cv2) * x1 * x2 / (x1 * Cv2 + x2 * Cv1)

donde Cv1 y Cv2 son las capacidades caloríficas del argón y el nitrógeno a volumen constante, respectivamente, x1 y x2 son las fracciones másicas de argón y nitrógeno en la mezcla.

Así, conociendo las fracciones de masa y las capacidades caloríficas a un volumen constante de argón y nitrógeno, es posible determinar el calor específico Cp de una mezcla de estos gases.

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