Este documento contiene 9 problemas de ingeniería sobre gases reales. Los problemas cubren temas como cálculos de presión, volumen y temperatura de gases almacenados en tanques y cilindros en diversas condiciones, así como cálculos de masa de gases usando propiedades como la comprensibilidad.

1. DOCENTE: CARLOS ALBERTO ARARAT INGENIERÍA INDUSTRIAL
TALLER 2: GASES REALES
1. El medidor de presión de un cilindro de oxígeno almacenado a la intemperie a 0ºF en
invierno indica 1375 Psia. Al pesar el cilindro (cuyo volumen es 6,7 ft3
) se obtiene el peso
neto, es decir, el peso del oxígeno que es de 63,9 lb. ¿Es correcta la lectura del medidor de
presión? RTA. 1334,06 Psia por lo que el medidor esta marcando una lectura errónea.
2. Una bombona hermética y rígida contiene 55,72 litros de gas propano (C3H8 pm=44
g/mol) a una presión de 1528,8 psig y 406,9 K. Después de 8 días de consumo del gas la
presión baja a 911,4 psig y su temperatura a 388,39 K. Calcular los gramos de propano que
se gastaron. Pc=42 atm Tc=369,9 K. RTA. 3229 g de propano gastado
3. Se requiere diseñar un tanque de forma esférica, en el cual se van a almacenar 20 kg de
n-propano (C3H8) a 1528,8 psig y 339.3°F. ¿Cuál será el diámetro de este tanque en
metros? Para este gas, las propiedades críticas son: Pc = 41,922 atm, Tc = 369,85 K.
V esfera = 4/3 π r3
. RTA.
4. Un cilindro de acero contiene etileno (C2H4) a 1x104
kpa manométrica. El peso del
cilindro y el gas es 70 kg. Se extrae etileno del cilindro hasta que la presión manométrica
medida baja a 1/3 de la lectura original; el cilindro y el gas pesan ahora 52 kg. Si la
temperatura se mantiene constante a 25 ºC. Calcular:
a. Fracción del gas original (n2/n1) RTA. 0,15
b. El volumen del cilindro en m3
RTA. 0,063 m3
Un tanque de acero contiene 1000 kg de CO2 a 765,3 psig y 300 K; se instala un tubo y se
extrae 500 kg de CO2 quedando la temperatura final 280 K.
a. Cuál será el volumen del tanque en m3
? RTA. 7,26 m3
b. Cuál será la presión final del tanque una vez extraído el CO2? RTA. 29,16 atm
c. Si la presión máxima que resiste el acero es 1,1811x103
psia y la temperatura es 350 K.
Cuántos kg de CO2 se pueden alimentar como máximo al tanque sin riesgos que cause
explosión? RTA. 1,2258x103
kg CO2
6. Se tiene una masa de 78,46 Lb de isobutano (pm=58,12 g/mol) que ocupa un volumen de
8,55 pies3
cuando la presión es de 1308,3 psig. Si el gas se comprime isotérmicamente
hasta la presión de 1837,5 psig. Calcular el nuevo volumen a estas condiciones.
RTA. 180,1 litros. Pc= 36 atm Tc= 408,1 K
7. Cierto gas se encuentra en un recipiente de 10 litros a 1955,1 psig y 20 °C. Si el gas se
expande hasta un volumen de 20 litros a la presión de 720,3 psig. Determine la temperatura
final del gas en K. Pc = 33,5 atm y Tc = 195 K. RTA. 239,6 K
8. Se tiene una masa de 100 libras de CO2 que ocupa un volumen de 705,92 litros cuando la
temperatura es 395,46 K, si el gas se enfría isobáricamente hasta la temperatura de 288,9 K.
Cuál será el nuevo volumen? RTA. 391,7 litros.

2. 9. E l factor de comprensibilidad para el nitrógeno tiene un valor de 0,710 a una presión de
100 atm y una temperatura de -10°C. Calcule los kilogramos de nitrógeno necesarios para
llenar un tanque de 50 litros de capacidad en las condiciones dadas. TRA: 13,9Kg.