PROBLEMAS DE T ERMODINAMICA
UNIDAD 1
1.- Un Un pequeño cohete cohete ex experimental perimental que que titiene ene 70 kg de masa ma sa se acelera acelera a 6,0 m/ m/ss". ¿Qué fuerza fuerza total se necesita, en newtons, si (a) el co cohete hete se mu mueve eve horizontalmente y sin f ricción, ricción, y (h) el co cohete hete se mu mueve eve verticalmente verticalmente ha hacia cia arriba y sin sin fricción, fricción, en en un lugar lugar ddonde la aceleración a celeración local es 9,45 9,45 m/s m/s2? 2. - La aceleración de la gravedad en función de la altura sobre el nivel del mar a 45° de latitud viene dada por g = g = 9,807 - 3,32 x 10-6 z, donde g está g está en m/s" y z en z en metros. Calcúlese la altura, en kilómetros, por encima del nivel del mar a la que el peso de una persona habrá disminuido en (a) un 1 por 100, (h) 2 por ciento, y (e) 4 por 100.
3.- La aceleración de la gravedad en función de la altura sobre el nivel del mar a 45° de latitud viene dada por g por g = = 32,17 - 3,32 x 10-6 z, donde g está g está en ft/s" y z en pies. Calcúlese la altura, en millas, por encima del nivel del mar a la que el peso de una persona habrá disminuido en (a) un 1 por 100, y (h) 2 por 100. 4.- Un depósito de aire de 20 ft3 está dividido por una membrana en una parte A, parte A, con un volumen específico inicial de 0,80 ft 3/lbm, Y una parte B con una masa de 12,0 lbm • Se rompe la membrana y la densidad resultante es 1,350 lbm/ ft 3. Calcúlese el volumen específico inicial de la parte B, en ft 3/lbm. 5.- Determíne etermínesse la pr esión esión equi equivalente valente a 1 bar bar en en función fun ción de los metro etross de una columna columna de líquido a temperatura temp eratura ambiente, ambiente, donde el líquido líquido es (a) agua, ( b) b) alcohol etílico, y (e) mercurio. La den densidad sidad r elativa elativa del del alcohol alcoh ol etílico etílico es 0,789, la densidad densidad r elativa elativa del mercurio es 13,59 y g g = = 9,80 9,80 m/ m/s". s". 6.-. La pr esión esión manométrica de un sistema es equivalente a una altura de de 75 cm de de un fluido fluido de densidad den sidad r elativa elativa 0,75. 0,75. Si la presión presión barométrica es 0,980 bar, calcúlese calcúlese la presión presión ab absoluta soluta en en el interior de la cá cámara, mara, en mbar. 7.-. La pr esión esión manométrica de un sistema es equivalente a una altura de de 24 in de de un fluido fluido con con una densidad den sidad r elativa elativa de 0,80. Si la presión presión barom barométrica étrica es 29,5 inHg, inHg, Calcúlese Calcúlese la presión presión absoluta absoluta en el interior de la cámara, cámara, en psia. psia. 8.- Un depósito depósito de almacenamiento almacenamiento ve vertical rtical co contiene ntiene inicialmente agua agua (p = 1.000 kg/m kg/m'' ) hasta un unaa altura altura de
4 m. Se Se añade añade ace aceite ite inmiscible inmiscible de densidad relati relativa va 0,88 hasta que la altura total total del líquid líquidoo es 10 m. Si la pr esión esión barom barométrica étrica es es 97,2 kPa y g g = = 9,80 m/s m/s", determínese la presión absoluta en el fondo fondo del agua, en kPa y bar. 9.- La pr esión esión manométrica de un gas dentro de de un 2 depó epósit sitoo es 3,0 3,0 lb/in lb/in . Determínese la altura altura ve vertical, rtical, en pulgadas, pul gadas, del líqu líquido ido del manóm manómetro etro acoplado acoplado al sistema si el fluido, fluido, a temperatura temperatura ambiente ambiente,, es ( a) a) mer curio curio ( p = 850 850 Ib,,/ft Ib,,/ft 3 ) , ( h) h) ag agua, ua, y (e) un aceite aceite de densidad r elativa elativa 0,90, con con g g = = 32, 32,00 ft/s ft/s". 10.- Un manómetro conectado a un tanque indica 50 Psi en un lugar donde la presión barométrica es 29.1 Pulg Hg. Determine la presión absoluta en el tanque. Suponga que la Hg = 848.4 lbm/ft3.
11.- Un tanque contiene aire a 40C y 1MPa. Si hay 1.5kg de aire en el tanque, ¿Cuál es el volumen de éste? 12.- 5.4 En un tanque hay dos libras de aire. Si ocupan un volumen de 5ft3 , ¿Cuál es la densidad del aire en el tanque? 13.- Un recipiente cerrado contiene 8ft3 de aire a 17psia y 125F. Si se suministran 60Btu al aire, determine la presión final. Suponga que Cv= 0.17Btu/lbm R. 14.- ¿Cuánto trabajo se requiere para comprimir de manera isotérmica 1Kg de aire desde 200KPa hasta 2MPa? Suponga que la Cp = 1.0061KJ/KgK, Cv =0.7186KJ/KgK y que el aire esta a 20C.(PM =29) 15.- Determine el trabajo realizado, el cambio en la energía interna y el calor que se suministra cuando se expande aire, inicialmente a 200psia y 200F, en un cilindro a presión constante de un volumen inicial de 20ft3 al triple de su volumen inicial. Suponga que Cp = 0.24Btu/lbR y que Cv = 0.171Btu/lbR. 16.-Un tanque cilíndrico vertical, lleno con un fluido, tiene 1 m de diámetro y 1.5 m de altura. Pesa 6000N, y la aceleración de la gravedad es 9.82 m/s2. Calcule: a)el volumen ocupado por el fluido, b) el peso especifico del fluido, c) la densidad del fluido, d) la gravedad especifica del fluido. R.- a) 1.178 m3; b)5093 N/m3; c)518.6 ; d) 0.5186 17.-Un manómetro de presión diferencial montado en un recipiente muestra una lectura de 1.25 MPa y un
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barómetro local indica una presión atmosférica de 0.96 bar. Calcule la presión absoluta dentro del recipiente. R: 1346 KPa 18.-Una fuerza de 1600 N se aplica de manera uniformes sobre émbolo de 8 cm de Diámetro. Determine la presión sobre el émbolo. R= 319 KN/m UNIDAD 3
19.- encuentre la calidad, el volumen especifico y la energía interna de un vapor a 7 bar y entalpía de 2600 KJ/kg. 20.- Complete la tabla de propiedades de agua, indique análisis. P, bar 4.5 10 30
T, °C
v, m3/kg
h, kJ/kg 623.25
x, % 60
400 140
1.0784
21.- Complete la tabla de propiedades de agua, indique análisis. P, psia 250 180
T, °F
250 400
v, ft3/lbm
u, BTU/lbm
x, %
1323.5 218.6 1.866
22.- Determínense los datos requeridos del agua para las siguientes condiciones especificadas: (a) la presión y el volumen del líquido saturado a 20°C, (b) la temperatura y entalpía del vapor saturado a 9 bar, (c) volumen especifico y energía interna a 10 bar y 280 °C, (d) la temperatura y el volumen especifico a 8 bar y una calidad del 80%, (e) el volumen especifico y la entalpía a 100°C y 100 bar, (f) la presión y la entalpía especifica a 150 °C y el 70% de calidad, (g) la temperatura y la energía interna especifica a 15 bar y una entalpía del 2.899,3 kJ/kg, (h) La calidad y el volumen especifico a 200°C y una entalpía del 1.822,8 kJ/kg, (i) la energía interna y el volumen especifico a 140°C y una entalpía de 2.733,9 kJ/kg, y (k) la temperatura y el volumen especifico a 200 bar y una entalpía de 434,06 kJ/kg.
UNIDAD 4
28.- Se enfría a volumen constante vapor de agua a 2 MPa y 280°C hasta que la presión alcanza un valor de 0,50 MPa. Determínese la energía interna en el estado final y hágase un esquema del proceso en un diagrama Pv. 29.- Un recipiente rígido contiene vapor de agua a 15 bar y a una temperatura desconocida. Cuando el vapor se enfría hasta 180 °C, Este comienza a condensar. Estímese (a) la temperatura inicial en °C, (b) la variación de la energía interna en kJ. (c) Hágase un diagrama Pv. 30.- Un tanque rígido de 1 ft3 contiene vapor de agua inicialmente saturado a 50 psia. Un enfriamiento del agua origina una caída de presión a 15 psia. Se puede determinar en el instante final de equilibrio (a) La temperatura en °F (b) la calidad final (c) el cociente entre la masa del líquido y la masa del vapor (d) Dibújese el proceso en n diagrama Pv. 31.- Se enfría a volumen constante una masa de vapor de agua inicialmente a 3 MPa y 400°C (estado 1) hasta una temperatura de 200°C (estado 2). Después se extrae calor a temperatura constante hasta que alcanza el estado líquido saturado (estado 3). Determine: (a) La presión final en bar (b) La calidad final del proceso a volumen constante. (c) Variación total de volumen especifico en m3/kg. (d) Variación de energía interna específica en kJ/kg entre los estados 2 y 3 (e) Dibuje esquema de los procesos en diagrama Pv. 32.-. Un dispositivo cilindro-émbolo contiene agua inicialmente como mezcla líquido-vapor a 2 bar que ocupa un volumen de 0.233 m3 El émbolo reposa sobre unos resaltes y no se mueve hasta que la presión alcanza el valor de 10 bar. Se le transfiere un flujo de calor constante al agua de 250 kJ/min. Determínese (a) la masa inicial de líquido. (b) el calor suministrado hasta que el émbolo comienza a moverse, y (c) el tiempo en minutos necesario para que el émbolo comience a moverse.
33.-cinco kg de vapor de agua saturados están contenidos en un depósito rígido a una presión inicial de 40 bar. La presión del agua cae a 20 bar como consecuencia de la cesión de calor al ambiente. Determine el volumen del depósito en m3, y la calidad
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en el estado final. a) 0.2848; b) 49.4%
R:
34.-Dos kg de agua, inicialmente como vapor saturado a 100 KPa, se enfria asta líquido saturado en un proceso a presión constante. Determine las transferencias de calor y trabajo para el proceso, en kJ. Compruebe que, en este caso, la transferencia de calor es igual a la variación de entalpía del agua.
R: 4516 KJ; 338.6 KJ 35.- Entra agua a 80°c y 75 bares en una calderas por un tubo de 2.0 cm de diámetro interior constante, con un gasto másico de 0.760 kg/s. el agua sale del punto de la caldera a 440°C con una velocidad de 90.5 m/s. determine a) b)
La velocidad de la entrada del tubo, en m/s, La presión del agua a la salida del tubo en bares
36.-En un equipo de flujo estacionario entra vapor de agua a 160 bares y 560°C con la velocidad de 80 m/s. a la salida, el flujo es un vapor saturado a 2.0 bares, y el área es a 1000 cm². Si el gasto másico es 1000 kg/seg, determine a) b)
El área de la entrada, en cm² La velocidad de salida en m/s
37.-En una turbina entra vapor de agua a 60 bares y 500°C con una velocidad de 100 m/s y sale como vapor saturado a .60 bares. El tubo de entrada en la turbina tiene un diámetro de 0.60m mientras que el diámetro de salida es 4.5m determine. a) b)
El gasto másico en kg/hr La velocidad de salida en m/s
38.-Aire inicialmente a 0.25 MPa y 80°C circula a través de un área de 100 cm² con un gasto másico de 50 Kg/min. Determine a) b)
La velocidad de entrada, en m/s El área de salida, en centímetros cuadrados.
39..-A través de un tubo de sección transversal variable circula aire. A la entrada del tubo la presión es de 6.0 bares, la temperatura 27°C, el área de 35.0cm² y la velocidad es 60m/s. A la salida del tubo las condiciones
son 5.0 bares, 50°C y el área de la sección transversal es 20.0cm² Halle a) b)
El gasto másico, en Kg/s La velocidad de salida, en m/s
40.- Circula agua a 20°C y 0.20MPa por una manguera de jardín cuyo diámetro interior es 2.50cm; en la salida hay una boquilla cuyo diámetro es 0.60cm. La velocidad de salida es 6.0 m/s. Determine a) b)
El gato másico, en Kg/s, La velocidad en la manguera m/s
41.- Agua líquida a 15°C fluye a lo largo de gran longitud. En la posición 1 en el tubo el diámetro en 15 cm y la velocidad es 0.9 m/s en la posición 1, la velocidad es 3.6 m/s. Determine a) b)
El gasto másico, en Km/min, Diámetro interno en la posición 2, en centímetros.
42.-En una tobera entra agua a 30 bares y 320°C y sale a 15 bares con una velocidad de 535 m/s. El gasto másico es 8000 Kg/hr. Depreciando la velocidad de entrada y suponiendo que el flujo es adiabático, Calcule. a) b) c)
La entalpia de salida, en KJ/Kg. La temperatura de salida, en °C El área de salida de la tobera, en cm²
43.- Se admite aire en una tobera adiabática a 3 bares, 200°C y 50 m/s. Las condiciones de salida son 2 bares y 150°C. Determine el consiente del área de salida entre. El área de entrada, A2/A1. 44.- Un difusor adiabático se emplea para reducir la velocidad de una corriente de aire de 250 a 40 m/s. las condiciones en la entrada son 0.1MPa y 400°C. Determine el área de salida, en centímetros cuadrados, para el gasto másico sea 7 Kg/s y la presión final sea 0.12MPa. 45.-En un difusor entra aire a 0.7 bares, 57°C y con una velocidad de 200 m/s. En salida, cuya área es 20% mayor que de la entrada la presión es 1.0 bar. Determine la temperatura de salida en °C y la velocidad de salida en m/s, si a)
El proceso adiabático
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b)
El fluido pierde 40 KJ/Kg por transferencia de calor a su paso por el sistema
46.- En un difusor adiabático entra vapor de agua saturado a 110°C con una velocidad de 220 m/s En la salida, la presión y la temperatura son 1.5 bares y 120°C respectivamente. Si el área de salida es 50 cm. Determine a) b)
La velocidad de salida, en m/s El gasto másico en Kg/s
47.- Entra agua a 150°F y 1000 psia en una caldera por un tubo de 1.0 in de diámetro interno consume con un gasto másico de 1.674 Ib/s. El agua sale del tubo de la caldera a 800° F con una velocidad de 268.8 ft/s. Determine a ) la velocidad en la entrada del tubo, en ft/s, y b ) la presión del agua en l a salida del tubo, en psia. 48.- Una corriente de 4.40 ib/s de aire a 560°F y 60 psia entra en un ducto de sección transversal circular. a ) Determine el diámetro del ducto, en pulgadas, si la velocidad del aire es 150 ft/s. b) Si el aire sale a 420° F y 55 psia a través de un ducto cuyo diámetro es 8.20 in, determine la velocidad de salida, en ft/s. 49.- En un equipo de flujo estacionario entra vapor de agua a 2000 psia y 900°F con una velocidad de 250 ft/s. A su salida, el fluido es un vapor saturado a 20 psia, y el área es 1.1 ft2. Si el gasto másico es 2000 lb/min, determine a ) el área de entrada, en pies cuadrados, y b ) la velocidad de salida, 16. En una turbina entra vapor de agua a 1000 psia y 1000°F con una velocidad de 210 ft/s y sale con vapor saturado a 2.0 psia. EI tubo de entrada de la turbina tiene un diámetro de 1.5 ft, mientras que el diámetro de salida es 12 ft. Determine a ) el gasto másico, en lb/hr, y b ) la velocidad de salida, en, ft/s 50.- Aire, inicialmente a 30 psia y 140°F, circula a través de un área de 0.10 ft2 con un gasto másico de 100 lb/min. Corriente abajo en otra position, la presión es 50 psia, la temperatura es I40°F y la velo-dad es 50 ft/s. Determine a ) la velocidad de entrada, en ft/s, y b ) el área de salida, en pies cuadrados. 51.- Por un tubo de sección transversal variable circula aire. En la entrada del tubo la presión es 100 psia la temperatura es 80°F, el área es 6.0 in2 y la velocidad es 175 ft/s. En la salida del tubo las condiciones son 80 psia y 120°F, y el área de la sección transversal es 4.0 in2. Halle a) d gasto másico, en Ib/s, y b ) la velocidad de salida, en ft/s.
52.- En una tobera aislada entra nitrógeno a 30 psia con una velocidad depreciable. En la salida de la tobera, el estado del fluido es 20 psia y 40°F, y el área que atraviesa el flujo es 2.00 in2. Si el gasto másico es 1.00 lb/s, determine a ) la velocidad de salida, en ft/s, y b ) el cambio de temperatura, en grados Fahrenheit. 53.-En una tobera entra vapor de agua a 400 psia y 600°F y sale a 250 psia con una velocidad de 1475 ft/s. EI gasto másico es 18 000 lb/h. Despreciando la velocidad de entrada y suponiendo que el flujo es adiabático, calcule a ) la entalpia de salida, en Btu/lb, b ) la temperatura de salida, en grados Fahrenheit, y c) d área de salida en la tobera, en pies cuadrados. 54.- Un difusor adiabático se emplea para reducir la velocidad de una corriente de aire de 780 a 120 ft/s. Las condiciones de entrada son 15 psia y 560°F. Determine el área de salida, en pulgadas cuadradas, si el gasto másico es 15 lb/s y la presión final es 17.7 psia. 55.-. En un difusor entra aire a 10 psia y 140°F con una velocidad de 800 ft/s. En la salida, donde el área es 28* mayor que en la entrada, la presión es 13 psia. Determine la temperatura de salida, en grados Fahrenheit, y la velocidad de salida, en ft/s, si a) el proceso es adiabático y b ) el fluido pierde 2 Btu/lb por transferencia de calor a su paso por el equipo. 56.- En un difusor adiabático entra vapor de agua saturado a 200°F con una velocidad de 110 ft/s. En la salida, la presión y la temperatura son 14.7 psia y 250° F, respectivamente. Si el área de salida es 8.0 in2, determine a) la velocidad de salida, en ft/s, y b ) el gasto másico, en lb/s. 57.- Fluye agua en estado de líquido comprimido a través de una tobera bien aislada en condiciones de estado estacionario. A la entrada, la presión, la temperatura y la velocidad son 60 psia, 50.0°F y 10 ft/s, respectivamente, y el área es 2.0 in2. A la salida, el área es 0.50 in2 y la temperatura es 50.10"F. Suponga que el agua es incompresible, con v = 0.0160 ft3/lb y c p = 1.00 Btu/(lb - °F). Determine u ) el gasto másico, en lb/s, b ) la velocidad de salida, en ft/s, y c) la presión de salida, en psia. 58.- Circula agua en estado de líquido comprimido a través de una tobera bien aislada en condiciones de estado estacionario. A la entrada, la presión, la temperatura y la velocidad son 50 psia, 70.0°F y 12 ft/s, respectivamente, mientras que el área es igual a 3.0 in2. A la salida el área es 0.75 in2 y la presión es 20 psia. Suponga que el agua es incompresible, con v =
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0.0160 ft'/Ib y c . = 1.00 Btu, (lb - °F). Determine a ) el gasto másico, en Ib/s, b ) la velocidad de salida, en ft/s, y c ) el cambio de temperatura, en grades Fahrenheit.
Potencia De 60kw. Si El Combustible Tiene Un Poder Calorífico De 44000 Kj/Kg Y Una Densidad De 0.8 G/Cm3, Determine La Eficiencia El Motor.
59.- Una turbina de vapor opera con condiciones de entrada de 1000 psia. 800°F y 300 ft/s, y el flujo pasa a través de un área de 20 in2. En la salida las condiciones son 500"F, 200 psia y 140 ft/s. La rapidez de pérdida de calor es 17 000 Btu/min. Determine a ) el cambio de energía cinética. en Btu/ lb, b ) el gasto másico, en lb/min, c ) el trabajo de flecha, en Btu/lb, d ) la potencia, en hp y e ) el área de salida, en pulgadas cuadradas.
68.- La Energía Solar Almacenada En Grandes Cuerpos De Agua, Que Se Llaman Estanques Solares, Se Utiliza Para Generar Electricidad. Si Una Planta De Energía Solar Tiene Una Eficiencia De 4% Y Una Generación Neta De 350kw, Determine El Valor Promedio De La Tasa Necesaria De Recolección De Energía Solar, En Btu/H.
60.-. Una pequeña turbina de gas que opera con hidrogeno entrega 36 hp. El gas entra en el equipo de flujo estacionario) a 220 ft/s a través de una sección transversal de 0.020 ft2, l-l estado de entrada es 40 psia y 440ºF. El estado final es de 15 psia y 220ºf y el área de salida es 0.0250ft2 calcule a) la velocidad final, en ft/s b) la rapidez de transferencia de calor, en Btu/min. UNIDAD 6
61.- Una Planta Termoeléctrica De 600 Mw, Que Usa, Para El Proceso De Enfriamiento, El Agua De Un Rio Cercano, Tiene Una Eficiencia Térmica De 40%. Determine La Tasa De Transferencia Térmica Al Agua Del Rio. ¿La Tasa Real De Transferencia Sera Mayor O Menos Que Este Valor?¿Porque? 62.- Una Maquina Térmica Tiene Una Entrada Total De Calor De 1.3kj, Y Una Eficiencia Térmica De 35%.¿Cuanto Trabajo Producirá? 63.- Una Maquina Térmica Que Impulsa Una Embarcación Produce 500 Btu/Lbm De Trabajo Mientras Descarta 300 Btu/Lbm De Calor. ¿Cuál Es La Eficiencia Térmica? 64.- Una Maquina Térmica Que Saca Agua Por Bombeo De Una Mina Subterránea Acepta 500kj De Calor Y Produce 200kj De Trabajo ¿Cuanto Calor Rechaza, En Kj? 65.- Una Maquina Térmica Con Una Eficiencia Térmica De 40% Rechaza 1000kj/Kg De Calor ¿Cuanto Calor Recibe? 66.- Una Planta Termoeléctrica Con Una Generación De Potencia De 150 Mw Consume Carbón A Una Razón De 60 Toneladas/H. Si El Poder Calorífico Del Carbón Es 30000 Kj/Kg, Determine La Eficiencia Total De Esta Planta 67.- Un Motor De Automóvil Consume Combustible A Razón De 28 L/H Y Entrega A Las Ruedas Una
69.- Un Refrigerador Domestico Con Un COP De 1.2 Quita Calor Del Espacio Refrigerado A Una Tasa De 60 Kj/Min. Determine: a) Potencia Eléctrica Que Consume El Refrigerador b) Tasa De Transferencia De Calor Al Aire De La Cocina 70.- Una Bomba De Calor Comercial Quita 10000 Btu/H De La Fuente De Calor, Rechaza 15090 Btu/H Al Sumidero Térmico Y Necesita 2 Hp De Potencia. ¿Cuál Es El Coeficiente De Desempeño De La Bomba De Calor? 71.- El Coeficiente De Desempeño De Una Bomba De Calor Residencial Es 1.6. Calcule El Efecto De Calentamiento, En Kj/S, Que Esta Bomba Producirá Cuando Consuma 2 Kw De Potencia Eléctrica 72.- Un Refrigerador Que Se Usa Para Enfriar Alimentos En Una Tienda De Abarrotes Debe De Producir 10000kj De Efecto De Enfriamiento Y Tiene Un Coeficiente De Desempeño De 1.35 ¿Cuántos Kw De Potencia Necesitara Este Refrigerador Para Operar? 73.- Un Congelador De Alimentos Debe Producir 5kw De Efecto De Enfriamiento, Y Su COP Es 1.3. ¿Cuántos Kw De Potencia Necesitara Este Refrigerador Para La Operación? 74.- Una Bomba De Calor Tiene Un COP De 1.7. Determine El Calor Transferido Hacia Y Desde Esta Bomba De Calor Cuando Se Le Suministran 50kj De Trabajo 75.- Entra Agua A Una Maquina De Hielo A 55ºf Y Sale Como Hielo A 25ºf. Si El COP De La Maquina De Hielo Es De 2.4 Durante Su Operación, Determine La Entrada Necesaria De Potencia Para Una Razón De Producción De Hielo De 28lbm/H. (Se Necesita Quitar 169 Btu De Energía De Cada lbm De Agua A 55ºf Para Convertirla En Hielo A 25ºf).
PROBLEMAS DE T ERMODINAMICA
76.- Cuando Un Hombre Regresa A Su Casa Bien Sellada En Un Día De Verano, Encuentra Que Su Casa Esta A 32ºc. Enciende El Acondicionador De Aire, Que Enfría Toda La Casa A 20ºc En 15 Minutos. Si El COP Del Sistema De Acondicionamiento De Aire Es 2.5, Determine La Potencia Que Toma El Acondicionador De Aire. Suponga Que Toda La Masa Dentro De La Casa Equivale A 800kg De Aire Para La Cual Cv=0.72 KJ/Kgºc Y Cp=1.0 Kj/Kgºc 77.- Una Bomba De Calor Con Un COP De 1.4 Debe Producir Un Efecto De Calentamiento De 100000 Btu/H. ¿Cuánta Potencia Necesita Este Dispositivo, En Hp? 78.- Un Refrigerador De Alimentos Debe Dar Un Efecto De Enfriamiento De 15000 Kj/H Con Un Rechazo De Calor De 22000 Kj/H. Calcule El COP De Este Refrigerador 79.- Un Acondicionador De Aire De Un Automóvil Produce Un Efecto De Enfriamiento De 1kw Con Un Consumo De 0.75kw De Potencia. ¿Cuál Es La Tasa De Rechazo De Calor De Este Acondicionador De Aire? 80.- Se Usa Una Bomba De Calor Para Mantener Una Casa A Una Temperatura Constante De 23ºc. La Casa Pierde Calor Hacia El Aire Exterior A Través De Las Paredes Y Las Ventanas A Razón De 60000 Kj/H, Mientras Que La Energía Generada Dentro De La Casa Por Las Personas, Las Luces Y Los Aparatos Domésticos Es De 4000kj/H. Para Un COP De 2.5, Determine La Potencia Necesaria Para La Operación De La Bomba De Calor 81.-Una Maquina Térmica Opera Entre Una Fuente A 550ºc Y Un Sumidero A 25ºc. Si Se Suministra Calor A La Maquina Térmica A Una Tasa Constante De 1200kj/Min, Determine La Producción Máxima De Potencia De Esta Maquina Térmica 82e Una Maquina Térmica Trabaja En Un Ciclo De Carnot Y Tiene Una Eficiencia Térmica De 75%. El Calor De Desecho De Esta Maquina Se Rechaza Hacia Un Lago Cercano A 60ºf, A Razón De 800btu/Min. Determine: a) Producción De Potencia De La Maquina b) Temperatura De La Fuente 83e Una Maquina Térmica Completamente Reversible Opera Con Una Fuente A 1500r Y Un Sumidero A 500r. ¿A Que Tasa Se Debe Suministrar Calor A Esta Máquina, En Btu/H, Para Que Produzca 5 Hp De Potencia?
84.- Un Refrigerador Completamente Reversible Es Actuado Por Un Compresor De 1okw Y Opera Con Depósitos De Energía Térmica A 250k Y 300k. Calcule La Tasa De Enfriamiento Que Da Este Refrigerador 85.-Un Refrigerador Debe Quitar Calor Del Espacio Enfriado A Razón De 300kj/Min Para Mantener Su Temperatura De -8ºc. Si El Aire Que Rodea Al Refrigerador Esta A 25ºc. Determine La Entrada Mínima De Potencia Que Se Necesita Para Esta Refrigerador 86.- Un Refrigerador Carnot Opera En Un Cuarto En El Que La Temperatura Es De 25ºc. El Refrigerador Consume 500 W De Potencia Y Tiene Un Cop De 4.5. Determine: a) Tasa De Remoción De Calor b) Temperatura Del Espacio Refrigerado 87.- Se Usa Una Bomba De Calor Para Calentar Una Casa Y Mantenerla A 24ºc. Un Día De Invierno, Cuando La Temperatura Del Aire Exterior Es De -5ºc, Se Estima Que La Casa Pierde Calor A Razón De 80000 Kj/H. Determine La Potencia Mínima Necesaria Para Operar Esta Bomba. 88.-Una Bomba De Calor Se Usa Para Mantener Una Casa A 22ºc Extrayendo Calor Del Aire Exterior Un Día En El Que La Temperatura Del Aire Exterior Es De 2ºc. Se Estima Que La Casa Pierde Calor A Razón De 110000kj/H, Y La Bomba De Calor Consume 5kw De Potencia Eléctrica Para Operar. ¿Esta Bomba Es Suficientemente Potente Para Hacer Este Trabajo? 89.- Una Maquina Térmica De Carnot Recibe Calor De Un Deposito A 1700ºf A Razón De 700btu/Min, Y Rechaza El Calor De Desecho Al Aire Ambiente A 80ºf. Toda La Potencia Producida Por La Maquina Térmica Se Usa Para Actuar Un Refrigerador Que Quita Calor Del Espacio Refrigerado A 20ºf Y Lo Transfiere Al Mismo Aire Ambiente A 80ºf. Determine a) Ql b) Qh
