ejercicios termodinámica - segundo parcial

7/23/2019 Ejercicios Termodinmica - Segundo Parcial

1/17

Ejercicios de Auxiliatura Docente: Ing. Jos Lus Hernndez Univ. Lazo lvaroSegundo Parcial

1Ingeniera Mecnica Ingeniera Electromecnica

Problema 1.-Un pistn sin friccin se mueve hacia arriba un 5 mientras se agregan 200 de calor. Calcular el de vapor si el resorte originalmente est sin estirarse.Solucin:

( + ) ( + ) : 0 , 0 EC (1)Hallando Al inicio: No hay presin del resorte

+

60 9.81 (0.2)

18.735 101.32+18.735 120.05 Al Final: El resorte ejerce presin

+

50 0.05 (0.2)

79.57

Datos:

60 0.2 200 ?


2/17



(120.05+79.57) 200

( ) + ()() EC (2) ( ) 1.5710

(2): 1.5710120 + 1.571079.95

2 251.16

(1):

200 251.16

. Respuesta


3/17



Problema 2.-Una batera de 12 se carga al suministrarle 3 en un periodo de 6 horas. Si unaprdida de 400 ocurre en la batera durante el periodo de carga:a)

Calcular el Solucin:

( + ) ( + ) : 0 , 0

EC (1)Para

12 3 36 . 36 . 6 .3600 777.6

Entonces en Ec (1):

(777.6400)

. Respuesta

Datos:

12 3 6

400 ?


4/17



Problema 3.-A un condensador entra vapor a 20 a 95%de calidad con un flujo de masa de20 , se va a enfriar con agua de un ro cercano pasando el agua por sus tubos en el interiordel condensador. Para evitar contaminacin trmica el ro no debe tener un aumento mayor a 10 y el vapor debe salir como lquido saturado.

Determinar el flujo de masa de agua de enfriamiento requerido.

Solucin:

Entrada de Vapor en 1:

+ + + + 0

: 0 , 0 , 0

: + 2 +

: +

2 + +2 +

: 0 , 0

Ec (1) :

Donde 0

En 1:

20 95% 20 En 2:

0En 3 y 4: 10


5/17



: (1): ( ) Ec () :

+ + + + 0: 0 , 0 , 0 +

: + 2 + : + +

2+ +

2+

: 0 , 0 + Ec (2) : Donde 0 :

(2): ( ) Ec () : ( ) ( ) ( )( )

():

|=%=. 251.4 2358.3

+

251.4 +0.95(2358.3) 2491.78

Ec 3


6/17



|= 251.4 :

. ( ) 4.186[ ] (10)( ) 41.86[] (3):

20 (2491.78251.4) []41.86[]

1070.41 [ ] 0.29 [ ]

Respuesta


7/17



Problema 4.-Una turbina de vapor recibe de dos Calderos, el flujo es de 5 a 3 y 700 y el otro es de 15 a 800 y 500 . La salida es a 10 y una calidad de vapor de 96%.Hallar la Potencia obtenida asumiendo un proceso adiabtico.

Solucin:

+ + + + 0: 0 , 0 , 0

: + 2 +

: +

2 + + +2 + +

2 + : 0 , 0

+ :

Donde

0

+ 20

En 1:

3 700 5 En 2:

0.8 500 15

En 3:

0.01 0.96%

Ec (1)


8/17



():

|= 3911.1 |=. 3480.6

|=%=. 191.8 2392.8 + 191.8 +0.96(2392.8)

2488 (1):

5 . 3911.1

+ 15

. 3480.6

20

. 2488

21988.5 21.98 Respuesta


9/17



Problema 5.-Un sistema cilindro pistn contiene inicialmente 50 de a 200 y0.01.Unos topes restringen el volumen del sistema a 0.5 . El agua se calienta hasta 200.Hallar la presin y el Volumen final, as como el trabajo hecho por el agua.

Solucin:

0.150 0.002

0.550 0.01

De tablas:

120.2 0.001061 0.8851 1.554 0.001156 0.1274

0.0020.0010610.88510.001061 0.0011

0.010.0011560.12740.001156 0.07

:

50 200 0.1 0.5 50 200


10/17



200.50( )200.50(0.010.002) 8 0 Respuesta


11/17



Problema 6.-Un cilindro con un embolo contiene 1.82 de vapor saturado, a una presin de7 . El vapor se calienta hasta una temperatura de 260a Presin constante.Calcular el trabajo realizado por el vapor durante el proceso.

Solucin:

7 .101.33 1.0133 700

: 0.2781 0.3572 .

. c o s(0)

.

.

:

( )

1.82 . 700 . (0.35720.2781)

100.77

7 . 260 7 .

Respuesta


12/17



Problema 7.-Diez kg de agua se cierran en un cilindro pistn a una temperatura de 450y unvolumen de 0.633 . El sistema es enfria hasta 20. Hallar el trabajo realizado.Solucin:

( )

450

0.633 5 ( ) 5 2 0

0.633

10 0.0633

0.0009995 10 . 0.0009995

0.009995 .

( ) 5 1 0 (0.0099950.633)

3115.03 Respuesta


13/17



Problema 8.-Agua lquida a180y 2000 se expansiona a travs de una vlvula deexpansin en una cmara evaporadora cuya presin es 500 . Despreciando cambiosde energa cintica y potencial Cul es la fraccin de lquido y vapor en la cmara?

Solucin:

1: 180 2 : 763.2 2:

500 637.65 2747.65 = 763.22637.652747.65637.65 0.0595

Respuesta


14/17



Problema 9.-60 Kg de agua (Liquido saturado a 200 Kpa) entra a un intercambiador decalor y sale como vapor saturado. El calor que recibe del intercambiador de calor es

suministrado por una bomba de calor como con fuente de calor de baja temperatura igual

a 16como se muestra en la figura.Hallar la potencia requerida por la bomba de calor.

Solucin:

(1)

+ + + + 0

: 0 , 0 , 0 + 0

: + 2 +

: + + 2 + + 2 + : 0 , 0

(2)


15/17



Donde 0

(2): ( ) Ec () : 0.2 0 504.7

1 2706.6 60 . 1

3600 (2706.6504.7) 36.7

: . 36.7(16+273)(120.2+273) 26.97

(1)

(36.726.97) 9.73 Respuesta


16/17



Problema 10.-Una casa se mantiene a 21.1mediante una bomba de calor de laatmosfera, las prdidas de calor a travs de las paredes de la casa son 544 detemperatura entre la atmosfera y el interior de la casa:

a) Si la temperatura del ambiente de

4.44, Cul es la potencia del compresor si se usa

la misma bomba de calor para enfriar la casa en verano con la misma relacin deperdida de calor y el mismo trabajo de entrada.

b)

Cul es la temperatura mxima permisible de la atmosfera.

Solucin:

544 .

544

(21.14.44)

9063.04 . 1 3600 2.52 .

8.314 1.987 10.53

:

.

10.53(4.44+273)(21.1+273) 9.92

()

Respuesta


17/17



()

(10.539.92) 0.61

. 544 ( 21.1) 544 ( 21.1)

+

600 516.23

Entonces:

516.23 +544 ( 21.1)544 ( 21.1)

(21.1+273) 295.11 22.11

Respuesta (b)

Respuesta (a)

ejercicios termodinámica - segundo parcial

Documents