RESOLUCION DE EJERCICIOS
Juan Molina
Pablo Calle
Jonnathan Quintuña
Universidad Politécnica Salesiana
Facultad de Mecánica Automotriz
Termodinámica I
Cuenca, Ecuador
2016
ING. JOSE MOLINA
1-55 La presión manométrica en un líquido a 3 m de profundidad es 42 Kpa. Determine la presión manométrica en el mismo líquido a la profundidad de 9m
Datos:
. 3 42 ó ∗ ó 42000 3 14 14000 ó ∗ ó 14 ∗ 9 ó 1-58 Los diámetros del émbolo que muestra la figura P1-58E son D1 3 pulg y D2 1.5 pulg. Determine la presión, en psia, en la cámara, cuando las demás presiones son P1 150 psia y P2 250 psia. Datos D1=3 in D2=1.5 in P= ¿? (psia) P1= 150 psia P2= 250 psia
∗4 7.069
∗ 4 1.67 − 7.069−1.67 5.3 ∗ 1 ∗ 1.67 150 ∗ 1 1060 ∗ 1 ∗ 7.06 250 ∗ 1 441.8 − 618.3 117 2-16 Se están estudiando dos lugares para generar energía eólica. En el primero, el viento sopla constantemente a 7 m/s, durante 3.000 horas por año, mientras que en el segundo, el viento sopla a 10 m/s durante 2.000 horas al año. Suponiendo, para simplificar, que la velocidad del viento es despreciable fuera de esas horas, determine cuál es el mejor lugar para generar energía eólica. Sugerencia: Observe que la tasa de flujo de masa del aire es proporcional a la velocidad del viento Datos:
7 / 10 / = 3.000 ℎ = 2.000 ℎ 1,25 /
2
1KJ/Kg 7/ 2 ∗ 1000/ 0,0245 / 2 1KJ/Kg 10/ 2 ∗ 1000/ 0,050 / Ẇ Ė Ė Ė 1,25 /7 /1 0,0 245 / Ė 0,2114 Ė Ė 1,25 /10 /1 0,0 50 / Ė 0,625 Ẇ ∗ 0,2114 ∗ 3.000 ℎ 643 ℎ/ñ Ẇ ∗ 0,050 ∗ 2.000 ℎ /ñ
2-51 Un ventilador debe acelerar aire desde el reposo a una velocidad de 8 m/s a razón de 9 m3/s. Calcule la potencia mínima que debe alimentarse al venti lador. Suponga que la densidad del aire es 1.18 kg/m3. Datos V=8 m/s V’= 9 m3/s
1.83 kg/m3 ′ ′ ∗ ∗′ 1.8 ∗ 9 / 10.62 ∗ ∗ 2 8 10.62 ∗ 2 ∗ 1 / 1 340
3-87 Determine el volumen específico de vapor de agua sobrecalentado a 15 MPa y 350 °C, mediante a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibilidad generalizada y c) las tablas de vapor. Determine también el error cometido en los dos primeros casos. Datos: P= 15 MPa T= 350 °C + 273°K= 623°K De la tabla A-1
647,1°K 22,06 R = 0,4615 Kpa* /Kg* K a)
/Kg ∗ K∗ 623°K 0,4615 Kpa ∗ 15.000 0,01916/Kg b)
15 22,06 0,679 623°K 647,1°K 0,9627 c) De la tabla A-6
15
350 °C 0,02644 /Kg 3-89 Calcule el volumen específico del vapor de refrigerante 134a a 0.9 MPa y 70 °C, con base en a) la ecuación del gas ideal, b) la carta de compresibil idad generalizada y c) datos de tablas. Determine también el error cometido en los dos primeros casos DATOS Tabla A-1 R = 0,08149 kPa · m^3 / kg · K, T = 374,2 K, P = 4,059 MPa A.
m^3 / kg · K343K 0,08149 kPa ·900 0.0 3105 / .% B.
0.9 4.059 0,22 343 374.2 0.917 ∗
0.894 ∗0.03105 =0.02776 C. Tabla A-13
0.9 70 ℃ 0.0274 / 3-39 Diez kilogramos de refrigerante 134a llenan un dispositivo cilindro-émbolo de peso conocido de 1.595 m3 a una temperatura de –26.4 °C. El contenedor se calienta ahora hasta que la temperatura llega a 100 °C. Determine el volumen final del refrigerante 134ª Datos: Refrigerante 134ª m= 10 Kg V=1.595
T1= –26.4 °C
= 100 °C
1.595 m 10 0,1596
Según la Tabla A-12 La Psat a -26,4 °C Es de 100 KPa Según la Tabla A-13 P2 = 100 KPa
= 100 °C 20,30138 ∗ 10 ∗0,30138 3,0138
3-73 ¿Cuál es el volumen especifico del nitrógeno a 300 Kpa y 227 C? -
Por las condiciones que tienen el nitrógeno lo consideramos como un gas ideal La constante R para el nitrógeno es de 0.2968 kJ/kg K según la tabla A-1
⋅
Datos:
300 T=227 C
(0.2968 . .) 227+ 273 300 . 3-79 Un recipiente elástico contiene 2.3 lbmol de aire a 65 Y 32 psia. ¿ Cuál es el volumen del recipiente? Si el volumen se duplica a la misma presión, determine la temperatura final
∗ 65 460 32 2.3 ∗ 10.73 404.9 1 2 2 1 2 2 65+460 21050
1-117 Un kilogramo de refrigerante 134ª llena un recipiente rígido de 0.090 m3, a una temperatura inicial de -40 C. A continuación se calienta el recipiente hasta que la presión es de 280 Kpa. Calcule la presión inicial y la temperatura final -
Según la tabla A-11 la presión para esa temperatura es 51.25 Kpa Según la tabla A-11 se obtiene la relación entre volumen y temperatura
Datos:
0.0.90 −40 2 280 1 −40 0.0.90 . 2 1 0.0.90
