Termofluidos: Tarea # 1

Fecha de entrega: Lunes 25/01/10.

Fuente: Cengel & Boles: Termodinámica. 2da edición.

Ejercicio 3.84E Un dispositivo cilindro-embolo con un conjunto de topes en la parte superior contiene 5 lbm de agua liquida a 20 psia. Se transfiere calor al agua, lo cual provoca que una parte del liquido se evapore y mueva el embolo hacia arriba. Cuando el émbolo alcanza los topes, el volumen encerrado es de1.5 pie3. Se añade más calor hasta que se duplica la presión. Demuestre el proceso en un diagrama P-v respecto a las líneas de saturación y determine:

a).- La cantidad de líquido en el estado final, si lo hay. b).- La temperatura final. c).- El trabajo y la transferencia de calor totales. Ejercicio 3.116 Un tanque rígido contiene 0.4 m3 de aire a 400 kPa y 30 ºC se conecta mediante una

válvula a un dispositivo de cilindro- émbolo con espacio libre igual a cero. La masa del émbolo es tal que se requiere de una presión de 200 kPa para levantar el émbolo. Después la válvula se abre ligeramente y se deja que el aire fluya hacia el interior del cilindro hasta que la presión en el tanque disminuye a 200 kPa. Durante este proceso, se intercambia calor con los alrededores de modo que el aire permanece a 30ºC todo el tiempo. Encuentre la transferencia de calor en este proceso.

Ejercicio 4.41 Al comprimir helio de 120 kPa y 310 K a 700 kPa y 430 K, hay una pérdida de calor de 20 kJ/Kg durante el proceso. Descarte los cambios en la energía cinética, y determine la entrada de potencia requerida para una relación de flujo de masa de 90 kg/min.

Ejercicio 4.54E Una corriente de agua caliente a 180ºF entra a una cámara de mezcla con una relación de flujo de 2 lbm/s donde se mezcla con una corriente de agua fría a 60ºF. Si se desea que la mezcla salga de la cámara a 110ºF, determine la relación de flujo de la masa de corriente de agua fría. Suponga que todas las corrientes están a la misma presión de 50 psia.

MR Dic.09

Agua Caliente

Agua Fría

Mezcla