Grupo AD Ejercicios
1. En un dispositiv dispositivo o cilindro-pi cilindro-pistón stón que contiene contiene agua, agua, se condensa condensa vapor vapor saturado a 200 °C isotérmicamente hasta líquido saturado. Calcule el calor transerido ! el tra"a#o desarrollado desarrollado en el proceso. 2. $n dispositivo dispositivo cilind cilindro-p ro-pistón istón inicial inicialmente mente contiene contiene 0.0% 0.0% m & de '2 a 1&0 ()a ! 1*0 °C. )osteriormente el gas se e+pande hasta que su presión es de *0 ()a, ()a, en un proceso politrópi politrópico co donde
P∙ P ∙ v
k
=constante
( es la
relac relación ión de calor calores es especí especíco cos/. s/. eter etermin mine e la temper temperatu atura ra nal nal del proceso ! el tra"a#o de e+pansión. &. En un dispositi dispositivo vo cilind cilindro-pi ro-pistón stón el el C C 2 se e+pande desde &0 ()a ! 0.0& m& hasta 0.2 m &. urante el proceso se cumple que
P∙ P ∙ v
1.5
=constante
.
etermine el tra"a#o de e+pansión del proceso ! su temperatura nal. 3. 4 un disposi dispositiv tivo o cilindr cilindro-p o-pist istón ón que contie contiene ne agua agua inicial inicialment mente e a 200 & ()a, 200 °C ! 0.3 m se tran transe sere re calor calor hast hasta a que que la pres presió ión n ! el & volumen aumentan has hasta 20 ()a ! 0.5 m , det determi ermine ne a/ la temperatura nal, "/ el tra"a#o eectuado por el vapor de agua c/ el calor transerido durante el proceso. . En un disposi dispositiv tivo o cilind cilindroro-pi pistó stón n el 2 se e+pande desde 0.1 m & ! 1 "ar hasta hasta % "ar. "ar. urant urante e el proceso proceso se cumple cumple que
P=5 ∙ v + b
, siendo "
una constante. etermine el tra"a#o de e+pansión del proceso. 5. $n disposit dispositivo ivo cilind cilindroro-pis pistón tón que contiene contiene 1 (g de agua agua inicia inicialme lmente nte a 60 °C, ! 107 de calidad. )osteriormente la presión aumenta a *00 ()a, ! la temperatura a 20 °C. Calcule el tra"a#o total producido en el proceso. %. En un dispositiv dispositivo o cilindro-p cilindro-pistón istón ha! agua agua inicialme inicialmente nte a % ()a, ()a, 2 m & ! *7 de calidad del vapor. )osteriormente se calienta el vapor hasta que su estado es de m & ! 22 ()a. Calcule el calor transerido al agua, ! el tra"a#o producido por el sistema en el proceso. *. $n dispos dispositi itivo vo cilindr cilindro-p o-pist istón ón contie contiene ne vapor vapor de agua inicialm inicialment ente e a 1 & 8)a, 300°C ! 2. m . etermine la masa de vapor, la temperatura nal del vapor ! el calor que intercam"iaría el sistema si el vapor se enría a presión constante hasta vapor saturado. 6. 9e condensa condensa vapor vapor saturado saturado de :-1&3; :-1&3; a &*°C &*°C ! a presión presión constant constante e en un sistema cilindro-pistón. Calcule el tra"a#o ! el calor intercam"iado por el sistema si todo el vapor saturado se condensa a líquido saturado. 10.En un dispositivo cilindro-pistón adia" de tra"a#o a través de unas paletas giratorias ! se introduce calor a través de una resistencia eléctrica introducida en el agua. 9i durante el proceso se evapora la mitad del líquido en un proceso iso" de
tra"a#o. etermine el intercam"io de calor ! tra"a#o ! la variación de energía del proceso. 12.$n dispositivo cilindro-pistón inicialmente contiene rerigerante :1&3a a 500 ()a, 10°C en un volumen de 0.& m &. )osteriormente el rerigerante se enría hasta &0 °C mientras que el volumen del sistema se reduce a 0.1 m&. etermine el calor transerido al rerigerante, ! el tra"a#o producido por el sistema en el proceso. 1&.En un dispositivo cilindro-pistón se condensa en un proceso isocórico vapor saturado de :-1&3a inicialmente a 30 °C, hasta líquido saturado. Calcule el calor traserido ! el tra"a#o producido por el sistema en el proceso. 13.En un dispositivo cilindro-pistón ha! 0.* (g de :-1&3a en estado de líquido saturado inicialmente a °C. entro del dispositivo ha! una resistencia eléctrica que introduce 20 ? de calor. etermine el tiempo requerido para que el rerigerante se convierta en vapor saturado ! su temperatura en dicho estado. 1.En un tanque rígido que contiene 2 (g de neón inicialmente a 20°C se le suministra calor hasta que su temperatura aumenta hasta 1*0°C. etermine, el intercam"io de calor ! el tra"a#o producido por el sistema. 15.1 (g de o+ígeno se calienta desde 20 hasta 120 °C. etermine la transerencia de calor del proceso si este es a/ isocórico, "/ iso"Ds. determine cuanto tiempo necesita estar encendido el radiador para que la temperatura para el aire del reciento sea de 20 °C ! 0 °C para el radiador. Considere la densidad ! el calor especíco del aceite como 60 (gDm& ! 2.2 (>D(gA/ respectivamente. 20.$n contenedor rígido contiene un (g de vapor de agua inicialmente con 07 de calidad ! 100°C. escri"a el estado nal del sistema temperatura, presión ! energía interna/ si este intercam"ia 2166.25 (> de calor. 21.$n dispositivo cilindro-pistón que contiene vapor de agua inicialmente a 200 ()a, 200°C, ! 0.3 m &. 9i el sistema reci"e calor causando que la presión ! el volumen aumenten hasta 20 ()a ! 0.5 m & respectivamente, determine la temperatura nal del vapor ! el intercam"io de calor ! tra"a#o del sistema. 22.$n dispositivo cilindro-pistón que contiene vapor de agua saturado, inicialmente a 0.* m & ! 20 ()a, desarrolla un proceso donde la presión
aumenta a &00 ()a ! el volumen se duplica. etermine la temperatura nal del vapor ! el intercam"io de calor ! tra"a#o del sistema. 2&.4 un dispositivo cilindro-pistón inicialmente con un volumen de 0.3 m &, contiene agua inicialmente a &00 ()a ! 20 °C. 9i se transere calor hasta que la presión ! el volumen aumentan hasta 300 ()a ! 0.% m &, determine a/ la temperatura nal, "/ el tra"a#o eectuado por el vapor de agua c/ el calor transerido durante el proceso. 23.$n radiador eléctrico que contiene 30 = de aceite ! una potencia de calentamiento de 2.3 (?, se coloca en un recinto de 0 m & que pierde calor a raón de 0.& (>Ds. 9i el recinto ! el aceite del radiador estD(gA/ respectivamente. 2.En un dispositivo cilindro-pistón ha! agua inicialmente a 100 ()a, 2 m & ! 17 de calidad del vapor. 9i posteriormente se calienta el vapor hasta que su estado es de 3. m & ! 22 ()a. Calcule el calor transerido al agua, ! el tra"a#o producido por el sistema en el proceso.
