Descripción: ejercicios primera ley de termodinamica
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LABORATORIO LEY DE BOYLE
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Descripción: Prob Moderna
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PROBLEMAS RESUELTOS DE ESTEQUIOMETRIADescripción completa
Descripción: Diseño Mecanico
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA SECCIÓN INGENIERÍA MECÁNICA ÁREA DE ENERGÍA
PROBLEMAS PROBLEMAS PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
1) En el dispositio !ost"#do se tienen $% &' de
($O o)*p#ndo ini)i#l!ente *n ol*!en de $+,- !. # *n# p"esi/n de 0%% &P#+ Se t"#ns1ie"e )#lo" 2#st# 3*e el ($O ten'# *n# p"esi/n de de -%% &P# Si l# p"esi/n ne)es#"i# p#"# e3*ili4"#" el pist/n sin 1"i))i/n es de 0-% &P#+ &P#+ Se pide dete"!in#" el )#lo" t"#ns1e"ido d*"#nte el p"o)eso )*#siest5ti)o sin 1"i))i/n 6en &78+
.#
(
%$#
2) Se tiene *n )i)lo 3*e )onst# de los si'*ientes p"o)esos sin 1"i))i/n9 :0;$< )o!p"esi/n #di#45ti)#=
:$;.< is/)o"o= :.;>< #di#45ti)o ? :>;0< is/)o"o+ El po"t#do" de ene"'@# es *n '#s ide#l :Cp 0+$ ? C %+, &7B&' <+ El t"#4#o neto del )i)lo es >% &7B&'+ Si se s#4e 3*e T 0 .%% = p0 0%% &P#= ? :V 0BV$< = se pide dete"!in#"9 #< el )#lo" s*!inist"#do #l )i)lo 6en &7B&'8+ 4< el t"#4#o en el p"o)eso :0;$< 6en &7B&'8+ )< el )#!4io de ent#lp@# en el p"o)eso :>;0< 6en &7B&'8+ d< el )#!4io de ene"'@# inte"n# en el p"o)eso :0;$< 6en &7B&'8+ 3) Un t#n3*e "@'ido de %+0- !. )ontiene Nit"/'eno # -% 4#" ? HC este "e)ipiente est5 )one)t#do= # t"#Js
de *n# 5l*l#= # ot"o t#n3*e "@'ido 3*e t#!4iJn )ontiene Nit"/'eno # 0%% &P# ? $HC+ Se #4"e l# 5l*l# ? el e3*ili4"io se est#4le)e # $ MP# ? .,HC+ Dete"!in#" el )#lo" t"#ns1e"ido d*"#nte el p"o)eso 6en &78+ L@3*ido s#t*"#do s#t*"#do de ($O ini)i#l!ente # 0- MP#= "e#liK# el si'*iente )i)lo te"!odin5!i)o sin 1"i))i/n9 4) L@3*ido :0;$< p"o)eso p C 2#st# l# p"esi/n de -% &P# &P# :$;.< p"o)eso is/)o"o is/)o"o ? :.;0< p"o)eso iso45"i)o+ Se pide dete"!in#" el )#lo" t"#ns1e"ido en )#d# p"o)eso ? '"#1i)#" el )i)lo en el di#'"#!# p;+ 5) El "e)ipiente !ost"#do tiene p#"edes ? !e!4"#n# "@'id#s ? #di#45ti)#s+ En el )o!p#"ti!iento A el ( $O
se en)* en)*en ent"# t"# ini) ini)i# i#l! l!en ente te # %+$ %+$ MP#= MP#= o)*p o)*p#nd #ndo o *n ol* ol*!en !en de 0 !.+ El )o!p#"t )o!p#"ti!i i!ient ento o est5 ini)i#l!ente #)@o+ Se #))ion# el #'it#do" 2#st# 3*e el ( $O #l)#n)e l# p"esi/n de %+. MP#= inst#nte en 3*e l# !e!4"#n# se dest"*?e en 1o"!# inst#nt5ne#= el #'it#do" de# de 1*n)ion#" ? el ( $O se ep#nde li4"e!ente= o4teniJndose #l 1in#l #po" s#t*"#do # %+0 MP#+ Se pide dete"!in#"9 !e!4"#n# #< el t"#4#o s*!inist"#do po" el #'it#do"= en &7
A
4< el ol*!en ini)i#l del )o!p#"ti!iento = en !.
.-%HC= ? s#le de l# to4e"# # 0+ MP# ? # l# elo)id#d de --% !Bs+ El 1l*o de #po" # t"#Js de l# to4e"# es de %+- &'Bs+ Se pide dete"!in#"9 #< l# CALIDAD :si es #po" 2!edo< 2!edo < o l# TEMPERATURA TEMPERATURA :si es #po" so4"e)#lent#do< 4< el di5!et"o= en !!= # l# s#lid# de l# to4e"# 7) Fl*?e #i"e= "ee"si4le ? est#)ion#"i#!ente= # t"#Js de *n# to4e"# #di#45ti)# in'"es# # $ 4#" ? $HC )on
*n# elo)id#d de .% !Bs= ? s#le )on *n# elo)id#d de $%% !Bs+ Se pide dete"!in#"9 #< l# p"esi/n del #i"e # l# s#lid# de l# to4e"#= en &P# 4< l# "el#)i/n ent"e los di5!et"os de ent"#d# ? s#lid# de l# to4e"# ING 7AVIER TAMAS(IRO TERMODINÁMICA TERMODINÁMIC A SETIEMRE $%00
ING 7AVIER TAMAS(IRO TERMODINÁMICA SETIEMRE $%0$
8) En l# 1i'*"# se !*est"# *n# t*"4in# # #po" de ( $O de p#"edes #di#45ti)#s 3*e des)#"'# #po"
di"e)t#!ente #l )ondens#do" iso45"i)o ? #di#45ti)o= # $% &P#+ En los p*ntos :$< ? :.< se et"#en #po" de l# t*"4in# p#"# p"o)esos ind*st"i#les en p"opo")iones del 0%Q ? $%Q de l# !#s# de #po" 3*e in'"es# # l# t*"4in#= "espe)ti#!ente+ Conside"#ndo 3*e todos los p"o)esos son FEES ? 3*e l# t*"4in# 'ene"# *n# poten)i# de 0% M= se pide dete"!in#" l# poten)i# ne)es#"i# p#"# #))ion#" # l# 4o!4#= en &= ? el )#*d#l de #'*# de en1"i#!iento "e3*e"ido= en !.Bs+ p0 $ MP#
T0 .%%HC
p$ %+- MP#
T$ $%%HC
:0< T*"4in#
p. %+$ MP#
0% M
T. 0-%HC :$<
p> $% &P#
> %Q
p %+0 MP# T $%HC
-
:.<
:>< :,<
)ondens#do" T, .%HC
#'*# de en1"i#!iento
p $ MP#
:-<
:< 4o!4#
:<
9) En el es3*e!# !ost"#do los p"o)esos en el )o!p"eso"= en l# t*"4in# #di#45ti)# ? en el )ondens#do"
iso45"i)o= se p*eden )onside"#" de FEES+ L# t*"4in# s*!inist"# poten)i# p#"# #))ion#" #l )o!p"eso" ? #l 'ene"#do" elJ)t"i)o+ El #i"e "e#liK# *n p"o)eso polit"/pi)o )on n 0+. = # t"#Js del )o!p"eso"+ P#"# l#s )ondi)iones d#d#s en el es3*e!#= se pide dete"!in#"9 #< l# poten)i# s*!inist"#d# #l 'ene"#do" elJ)t"i)o= en &+ 4< los )#lo"es t"#ns1e"idos en el )o!p"eso" ? en el )ondens#do"= en &+ ($% :$<
4#" :.<
COMPRESOR
0+- &'Bs - MP# %% C °
TURINA
:0<
0+- !.Bs $ C 0 4#"
GENERADOR ELECTRICO
°
:><
-% &P# - Q CONDENSADOR
:-<
ING 7AVIER TAMAS(IRO TERMODINÁMICA SETIEMRE $%0.
10) El dispositio !ost"#do )ontiene ini)i#l!ente 0 &' de Nit"/'eno # 0%% &P# ? $HC+ El "eso"te= en l#
posi)i/n ini)i#l !ost"#d#= no ee")e p"esi/n so4"e el pist/n sin 1"i))i/n+ A t"#Js de l# t*4e"@# 1l*?e Nit"/'eno )o!p"i!ido # l#s )ondi)iones )onst#ntes de $ MP# ? $$HC+ Se #4"e l# 5l*l# ? el Nit"/'eno )o!p"i!ido in'"es# lent#!ente 2#st# 3*e l# p"esi/n se# de %% &P#= inst#nte en 3*e se )ie""# l# 5l*l#+ Si se )onside"# el )ilind"o ? pist/n #di#45ti)os= p"o)esos )*#siest5ti)os ? 3*e l# 1*e"K# del "eso"te es p"opo")ion#l #l despl#K#!iento= se pide dete"!in#" l# te!pe"#t*"# 1in#l del Nit"/'eno )ontenido en el )ilind"o+
Const#nte del "eso"te
R $%% &NB!
A"e# del pist/n
A %+- !$
Peso del pist/n
Fp $- &N
P"esi/n #t!os1J"i)#
po 0%% &P#
%+, !+
N$
11) En el dispositio )ilind"o;pist/n sin 1"i))i/n !ost"#do= se tiene ini)i#l!ente > &' de l@3*ido ? , &' de
#po" de ($% en e3*ili4"io # 0.+. C # t"#Js de l# 5l*l# A se int"od*)e #l inte"io" del dispositio $ !.B!in de #po" s#t*"#do # .+$- 4#" ? si!*lt5ne#!ente po" l# 5l*l# se et"#en $ &'B!in de l@3*ido s#t*"#do+ El p"o)eso de e1e)t# d*"#nte 0% !in*tos= tie!po en 3*e l# te!pe"#t*"# del ( $%= )ontenido en el dispositio se !#ntiene )onst#nte en 0.+. C= de4ido # *n# #de)*#d# t"#ns1e"en)i# de )#lo"+ Si en el est#do 1in#l l# )#lid#d de l# !eK)l# es de .%Q= se pide dete"!in#" di)2o )#lo" t"#ns1e"ido= en &7+ °
°
A
B 12) El es3*e!# !*est"# *n# inst#l#)i/n de *n )o!p"eso" )on post;en1"i#!iento+ El #i"e "e#liK# *n p"o)eso
polit"/pi)o # t"#Js del )o!p"eso" ? *n p"o)eso iso45"i)o # t"#Js del en1"i#do"+ El !oto" elJ)t"i)o t"#ns!ite poten)i# #l )o!p"eso" # t"#Js del ee 3*e 'i"# # 1500 rpm )on *n to"3*e de 120 N m + As*!iendo 3*e todos los p"o)esos son est#)ion#"ios :FEES< ? 3*e el p"o)eso en el )o!p"eso" es )on 1"i))i/n= se pide dete"!in#"9 #< el )#lo" t"#ns1e"ido en el )o!p"eso"= en &+ 4< el )#lo" de 1"i))i/n en el )o!p"eso"= en &+ )< el )#lo" disip#do en el en1"i#do"= en &+
0%% &P# AIRE $%HC :0< . . ! B!in
>%HC :.< en1"i#do"
!oto"
)o!p"eso" -%% &P# 0,%HC
:$<
H20
:>< :-<
- lit"osB!in $%HC 0%% &P# .-HC 0%% &P#
ING 7AVIER TAMAS(IRO TERMODINÁMICA SETIEMRE $%0>
13)+ Conside"#" el siste!# )ilind"o;pist/n sin 1"i))i/n !ost"#do en l# 1i'*"#+ El 5"e# de l# se))i/n t"#nse"s#l
del pist/n es de %+$ ! $ e ini)i#l!ente des)#ns# en los topes in1e"io"es del )ilind"o+ L# p"esi/n tot#l "e3*e"id# p#"# e3*ili4"#" el pist/n es de $%% &P#+ C*#ndo el pist/n )2o)# )on el "eso"te= )*?# )onst#nte es de > MNB!= el ( $O o)*p# *n ol*!en de %+%> ! .+ Si el )ilind"o )ontiene ini)i#l!ente > &' de l@3*ido s#t*"#do de ($O # .-HC= se pide9 #< dete"!in#" el )#lo" t"#ns1e"ido 6&78 2#st# 3*e l# p"esi/n del ($O se# de , MP# 4< '"#1i)#" los p"o)esos en *n di#'"#!# :p;V< indi)#ndo los #lo"es de p 6&P#8 ? V 6!.8
14)+ El dispositio !ost"#do en l# 1i'*"# )ontiene ini)i#l!ente )ie"to '#s ide#l :& 0+.< # 4#" ? .%%HC+ L#
di!ensi/n # es ini)i#l!ente $% )!+ El '#s )o!ienK# # en1"i#"se lent#!ente ? el pist/n sin 1"i))i/n se despl#K# 2#)i# l# iK3*ie"d# 2#st# 3*e # se# i'*#l # 0$ )!+ Si se s*pone 3*e el p"o)eso es )*#siest5ti)o= se pide dete"!in#"9 #< l# te!pe"#t*"# 1in#l del '#s= en HC+ 4< el )#lo" t"#ns1e"ido d*"#nte el p"o)eso 6en &78 # Const#nte del "eso"te R 00$+- &NB! A"e# del pist/n A %+0$ !$
si'*ientes p"o)esos sin 1"i))i/n9 :0;$< polit"/pi)o :$;.< #di#45ti)o "ee"si4le 2#st# p . 0-% &P# :.;>< is/)o"o :>;0< iso45"i)o+ Si se s#4e 3*e d*"#nte el p"o)eso polit"/pi)o :0;$< se s*!inist"#n 0$%% &7 de t"#4#o de )#!4io de ol*!en ? 0,%% &7 de )#lo" se pide dete"!in#"9 #< los )#lo"es t"#ns1e"idos en los p"o)esos :.;>< ? :>;0< 6en &78+ 4< el t"#4#o en el p"o)eso :$;.< 6en &78+
ING 7AVIER TAMAS(IRO TERMODINÁMICA SETIEMRE $%0.
