Ejercicios_resueltos de Volumen de Control

1. EJERCICIOS EJ ERCICIOS PROPUESTOS

recipiente rígido de 2 m 3  contiene aire a 100 kPa y 22 °C. Se conecta el recipiente a una línea de suministro por medio de una válvula. En la línea de suministro fluye aire a 600 kPa y 22 °C. Entonces, se abre la válvula y se deja entrar aire al recipiente, hasta que la presión en su interior llega a la presión de la línea de suministro, y en ese momento se cierra la válvula. Un termómetro instalado en el recipiente indica que la temperatura del aire en el estado final es 77 °C. Determine a) la masa del aire que ha entrado al recipiente y b) la cantidad de transferencia de calor. EJERCICIO N°1.  Un

Las masas inicial y final en el tanque son:

Luego del balance de masas:

(B) La transferencia de calor durante este proceso se determina a partir de:

Se llena con agua un recipiente cilíndrico para agua de 3 pies de diámetro y 4 pies de alto y cuya parte superior está abierta a la atmósfera. Luego se quita el tapón de descarga de la parte inferior del recipiente y sale un chorro de agua cuyo diámetro es de 0.5 pulg . La velocidad promedio del chorro se determina EJERCICO N°2.

mediante 

= √ 2ℎ, donde h es la altura del agua dentro del recipiente medida desde

el centro del agujero (una variable) y g es la aceleración debida a la gravedad. Determine cuánto tarda en bajar el nivel del agua hasta 2 pies desde el fondo.

 A una tobera cuya área de entrada es 0.2  pie entra en forma estacionaria vapor de agua a 250 psia y 700 °F. El flujo másico de vapor por la tobera es 10 lbm/s. El vapor sale de la tobera a 200 psia con una velocidad de 900 pies/s. Las pérdidas de calor desde la tobera por unidad de masa del vapor se estiman en 1.2 Btu/lbm. Determine a) la velocidad de entrada y b) la temperatura de salida del vapor. EJERCICO N°3.

Un flujo de agua caliente a 80 °C entra a una cámara mezcladora a una razón de 0.5 kg/s, y se mezcla con un flujo de agua fría a 20 °C. Se desea que la mezcla salga de la cámara a 42 °C. Calcule el flujo másico de agua fría. Suponga que todos los flujos están a la presión de 250 kPa. EJERCICO N°4.

Propiedades Teniendo en cuenta que T
 Análisis Tomamos la cámara de mezcla como el sistema, que es un volumen de control. Los balances de masa y energía para este sistema de flujo constante se pueden expresar en la forma de velocidad como:

Balance de masa:

Balance de energía:

Relacionando las dos formulas:

Sustitución, se determina que el caudal másico de la corriente de agua fría:

Un depósito rígido de 1 m3 contiene aire a 300 kPa y 300 K. Al abrir una válvula, el aire escapa lentamente hasta que la presión en el depósito disminuye hasta la presión atmosférica de 100 kPa. El aire en el depósito se somete a un proceso politrópico (Pvn = cte.), con n = 1,2. Determinar el calor transferido en este proceso. EJERCICIO N° 5.

Balance de materia: sólo hay una corriente, la de salida.