1. Un tanque que contiene un fluido se agita con un agitador. El trabajo que hace el agitador es de 5090 BTU. El calor que se transfiere desde el fluido hacia el exterior es de 1500 BTU. Considerando que el tanque que contiene el fluido es el sistema, determinar el cambio de la energía interna del sistema. a. 6590 BTU b. -3590 BTU c. 3590 BTU d. -6590 BTU 2. Considere un sistema que tiene una piedra de masa 10 lbm y un balde que contiene 100 lbm de agua. Inicialmente la piedra se encuentra 7 7.8 ft por encima del agua. La piedra y el agua se encuentran a la misma temperatura. Luego, la piedra cae dentro del agua. Determinar los valores de U, Ecin, Epot, Q y W para los siguientes cambios de estado: a. La piedra está casi entrando al agua a. U=1BTU, Ecin=1BTU, Epot= -1BTU, Q=-1BTU y W=0 b. U=0, Ecin=1BTU, Epot= -1BTU, Q= 0 y W=0 c. U=0, Ecin=-1BTU, Epot= 1BTU, Q= 0 y W=0 b. La piedra está en reposo dentro del balde a. U=1BTU, Ecin=0, Epot= -1BTU, Q=0 y W=0 b. U=0, Ecin=1BTU, Epot= -1BTU, Q= 0 y W=0 c. U=1BTU, Ecin=-1BTU, Epot= 0, Q= 0 y W=0 c.
Se transfiere calor a los alrededores, de tal manera que la temperatura del agua y de la piedra son las mismas iniciales. a. U=1BTU, Ecin=0, Epot= 0, Q=-1BTU y W=0 b. U=0, Ecin=1BTU, Epot= -1BTU, Q= 0 y W=0 c. U=0, Ecin=0, Epot= -1BTU, Q= -1BTU y W=0
3. Un recipiente de 100 ft3 que contiene 1 ft3 de agua (líquido saturado) y 99 ft 3 de vapor saturado a 14.7 lbf/in2. Mientras el recipiente se llena con vapor saturado, se le transfiere calor al recipiente. Determinar el calor que se transfiere durante este proceso. a. b. c. d.
56189 BTU 85687 BTU 70938 BTU 14749 BTU
4. El flujo másico en una turbina es de 10000 lbm/h. La turbina transfiere calor hacia el ambiente a una velocidad de 30000 BTU/h. Las siguientes condiciones se conocen de la entrada y la salida de la turbina. La turbina genera potencia (debida al trabajo) que se disipa en el ambiente.
Presión Temperatura Calidad
Entrada 300 lbf /in /in2 700°F
Salida 15 lbf /in /in2 100%
Velocidad 200 ft/s Elevación sobre el plano de referencia 16 ft Calcule la potencia de salida de la t urbina en hp. a. b. c. d.
600 ft/s 10 ft
-820 hp 820 hp -843 hp 843 hp
5. Vapor a 100 psi, 400ºF entra a una tobera aislada a una velocidad de 200 ft/s. Sale a una presión de 20 psi y una velocidad de 20 00 ft/s. Determine la temperatura final del vapor si es sobrecalentado en el estado final y la calidad si es saturado. Considere que es un proceso en estado estacionario y flujo estable. Suponga que el flujo de calor y de trabajo es 0. No hay cambios significativos en la elevación entre la entrada y la salida de la tobera. a. 100% b. 0% c. 0.8% d. 99.2%
