PROBLEMA 1 Se condensa isotérmicamente vapor saturado a 200 °C hasta líquido saturado, en un dispositi dispositivo vo de cilindro cilindro-émb -émbolo. olo. Calcule Calcule el calor calor transferi transferido do y el trabao trabao efectuado efectuado durante este proceso, en !"#!$
RESOLUCIÓN NORMAL %&'&entrada-&salida (in-)out'%*'m+*2-* )out'(b,in / m*2-*1 '200°C 3$'0.242 m5 m5#!$ 6' 6' *$'27 $'2789 89.2 .2 :# :#!$ !$ '200°C 3$'0.0074 m5#!$ 6' 6' *f'; *f';70 70.9 .9< < :# :#!$ !$ *f$ por tablas 495.4 :#!$ 2
w =∫ P dv = P∗( v 2− v 1 )=1554.9 ∗( 0.001157 − 1
)'(bin-*2-* ' (bin=*f$'8<=495.4'890 (bin=*f$'8<=495.4'890:#!$ :#!$
RESOLUCIÓN EN EL EES: >' '200=245.7 >2'0 '2 3'3?@*A&(ater,',6'6 32'3?@*A&(ater,'2,6'62 B'B&SS*&(ater,',>'> u'DE&E&FG(ater,',B'B u2'DE&E&FG(ater,',>'>2 ('B+v-v2 u'u2-u )'H-u
Resusltados B' 779 !Ba1 )'890 !"1 '945.2 :1 2'945.2 :1 *'-499!"1 *'2787!"#!$1 *2';70.< !"#!$1 3'0.245 m5#!$1 32'0.007< m5#!$1 ('8<!"1 6' 62'0
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PROBLEMA 2 &n un dispositivo de cilindro-émbolo con car$a de resorte estI contenido vapor de a$ua a 47 !Ba y ; por ciento de calidad, como se ve en la fi$ura B9-92, con un volumen inicial de 2 m5. &ntonces se calienta el vapor de a$ua hasta que su volumen es 7 m5 y su presiJn es 227 !Ba. Calcule el calor transferido al vapor de a$ua, y el trabao producido por el mismo, durante este proceso.
RESOLUCIÓN NORMAL
RESOLUCIÓN EN EL EES:
%&'&entrada-&salida (in-)out'%*'m+*2-* )out'(b,in / m*2-* ?btener los datos mediante tablas Khora ya que tenemos tenemos como dato dato la calidad calculamos el 3 y * con la calidad de 0.0; ;L 6'0.0; v'3f=6+3f$'0.00054=0.0;+2.2420.000054'0.4;5m5#!$ *'*f=6+*f$'5;9.5<=0.0;+2.;'775. 50:"#!$
p'47 >'0.0; v2'vO2#m v'3?@*A&(ater,>'>,B'B m'vO#v u'DE&E&FG(ater,>'>,B'B u'u2-u+m u2'DE&E&FG(ater,v'v2,B'B2 H'p=p2+vO2-vO#2 vO'2 vO2'7 p2'227
@a masa del a$ua es obtenida con el volumen específico halladoM m'3#v'2#0.4;5'.22!$ Khora hallamos hallamos el volumen específico con el 2 v2'32#m'7#.22'0.997;m5#!$ DnterpolaciJn para obtener la ener$ía interna 2 con los datos 2728.-2795.2#>-2795.2 2728.-2795.2#>-2795.2'0.;;74;'0.;;74;0.<07;2#0.997;-0.<07;2'> 0.<07;2#0.997;-0.<07;2'>'<70.9!#!$ '<70.9!#!$ Khora el trabao trabao realiNado es i$ual al Irea
Resultados Obtenidos del Prograa EES A'.2 !$1 32'0.99<5 m5#!$1 B'47 B'47 !Ba1 !Ba1 vO'2 m51 B2'227 !Ba1 )'2494 "1 H'970 "1 *'2284 "1 >'0.0; *'775.2 !"#!$1
vO2'7 m51
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PROBLEMA ! *n dispositivo de cilindro-émbolo, con un $rupo de topes en su borde superior, contiene 5 !$ de aire a 200 !Ba y 24 °C. K continuaciJn se transfiere calor al aire, y el émbolo sube hasta que lle$a a los topes, y en ese punto el volumen es el doble del volumen inicial. Se transfiere mIs calor hasta que la presiJn dentro del cilindro también aumenta al doble. Calcule el trabao efectuado y la cantidad de calor transferido en este proceso. ambién trace el proceso en un dia$rama B-v.
RESOLUCIÓN NORMAL
RESOLUCIÓN EN EL EES:
%&'&entrada-&salida (in-)out'%*'m+*2-* )out'(b,in / m*2-* v'm#B'5+0.2;4+50 v'm#B'5+0.2;4+500#200'.28m5 0#200'.28m5 35'2+3'2+.28'2.7;m5 B+3#'B5+35#5'5'900 B+3#'B5+35#5'5'900+2+500#200 +2+500#200 '200: ('B+32-3'200+2.7;-.28'27;!"
m'5 B'200!BK1 '24=245.7:1 B+v#t'B5+v2#5 B5'B+2 32'3+2 ('p+v2-v *'DE&E&FGKir,' *2'DE&E&FGKir,'5 )'H=u *'u2-u+m B+3'A++ 'CB-C3 CB'CBKir,' C3'C3Kir,'q'H=u
*'u500:'29.04!"#!$ *5'u200'855.55!"#!$ )in'5+855.55-29.04=27;'29
Resultados Obtenidos del Prograa EES CB'.004 !"#!$-:1 *'29.9 !"#!$1 C3'0.484 !"#!$-:1 !"#!$1 A'5 !$1 B'200 !Ba1 B5'900 !Ba1 )'29< :1 '0.2;4 '500.2 :1 5'20 :1 *'27; !"1
*2'855.4
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PROBLEMA " *n dispositivo aislado de cilindro-émbolo cilindro-émbolo contiene .9 !$ de a$ua líquida saturada a 200 °C. &ntonces se enciende una resistencia eléctrica colocada en el cilindro, durante 20 min, hasta que el volumen aumenta al cuIdruple. Petermine a el volumen del cilindro, b la temperatura final y c la potencia nominal de la resistencia.
RESOLUCIÓN NORMAL %&'&entrada-&salida (in-)out'%*'m+*2-* )out'(b,in / m*2-* (b=*'Q 3'm+v'.9+0.0074'0.00<8m5 32'9+0.00<8m5'0.00<942 y Q2 lo haremos interpolando los datos B'700 3f'0.0079 3$'0.54 Q ' ;99.77 B2'779.8 6 62 65 B5'470 3f'0.00<< 3$'0.599 Q';4;.< 700-470#779.8-470'0.00790.00<<#>-0.00<<' 700-470#779.8-470'0.54-0.599# >2-0.599' 700-470#779.8-470 700-470#779.8-470';99.77-;4; ';99.77-;4;.<# .<# >5-;4;.<'807.<7
RESOLUCIÓN EN EL EES: A'.9 :$1 '200 C1 ie'20+<0 Se$1 6'0 Q'&EQK@BG(ater,6'6,' B'B&SS*&(ater,',Q'Q 3'3?@*A&(ater,6'6,B'B 3?'A+3 3?2'9+3? A'A2 32'3?2#A2 B'B2 2' Q2'&EQK@BG(ater,3'32,B'B2 62')*K@DG(ater,Q'Q2,'2 ('A+Q2-Q (&'(#ie
Resultados Obtenidos del Prograa EES Q';72.9!"#!$1 Q2'807.< !"#!$1 A'.9!$1 A2'.9 !$1 B'779 :pa1
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B'B B'B2' 2'7 779 79.8 .8!B !Ba a 2'2 2'200 00°C °C Q2'807.<7:#!$ 32'0.009<2< m5#!$ 62'0.02472 ('.9+807.<7-;72.2<'49.47:" (in'H#%t'49.47#20+<0'0.00<25!(
32'0.009<2< 3o'0.00<8 3o2'0.00<94< ('49.74 (e'0.0<29 6'0 62'0.02497
PROBLEMA # &n un dispositivo de cilindro-émbolo estIn contenidos 2 !$ de vapor saturado de refri$erante 59a, a 290 !Ba. &ntonces se transfieren 500 !" de calor al refri$erante, a presiJ presiJn n consta constante nte,, por por medio medio de una una resist resisten encia cia en su interi interior or conect conectada ada a un suministro de voltae de 0 3 durante < min. Petermine la corriente aplicada, para que la temperatura final sea 40 °C. ambién muestre el proceso en un dia$rama -v, con respecto a líneas de saturaciJn.
RESOLUCIÓN NORMAL %&'&entrada-&salida (in-)out'%*'m+*2-* )out'(b,in / m*2-* B'290 Q'Q$'294.2;:#!$ B2'290 Q2'59.7:#!$ '40 W = V ∗ I ∗∆ t
Q + W = H ( WB + U )
(
) )∗ I ∗6∗60 =12∗( 314.51
300000 VAs + 110 V
RESOLUCIÓN EN EL EES: P1=240 [kPa] Q=300 [kJ] V=110 [V] Tie=6*60 Tie=6*60 [Seg] T2=70 [C] M1=12 X1=0 T1=TEMPERA T1=TEMPERATURE(R134aX=X1P=P1! TURE(R134aX=X1P=P1! "1=E#T"A$P%(R134aT=T1P=P1! P2=P1 "2=E#T"A$P%(R134aT=T2P=P2! Q&(V*'*Tie!1000=M1*("2)"1!
Resultados Obtenidos del Prograa EES Q'294.5 !"#!$1 Q2'59.7 !"#!$1 D'2.; A'2 B'290!Ba1 B2'290 !Ba1
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