PROBLEMAS DE TERMODINAMICA UNIDAD 5 Y 6 AERONAUTICA 1.- 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 será mayor o menos que este valor? ¿Porque? R= 1500; 900 2.- Una máquina térmica que impulsa una embarcación produce 500 Btu/lbm de trabajo mientras descarta 300 Btu/lbm de calor. ¿Cuál es la eficiencia térmica? R= 0.625 3.- Una máquina térmica con una eficiencia térmica de 40% rechaza 1000kJ/kg de calor ¿cuánto calor recibe? R=1167 4.- 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? R=2.97 5.- 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 R=3.2 6.- 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? R=3.85 7.- Una máquina térmica completamente reversible opera con una fuente a 1500R y un sumidero a 500R. ¿A qué tasa se debe suministrar calor a esta máquina, en Btu/h, para que produzca 5 hp de potencia? R=0.6667; 19,080 8.-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 está a 25ºC. Determine la entrada mínima de potencia que se necesita para esta refrigerador. R=8.03; 0.623 9.- 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 R=135;-29.2
10.- 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. R=2.18 11.-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? R=2.07 12.- Una maquina térmica de Carnot recibe calor de un deposito a 1700ºF a razón de 700 Btu/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 R=4200; 4900 13.- Una habitación contiene aire a 70 °F y 14.6 psia, con una humedad relativa de 85%. Determine a) la presión parcial del aire seco, b) la humedad específica del aire y c) la entalpia por unidad de masa de aire seco. Respuestas: a) 14.291 psia, b) 0.0134 lbm H 2O/lbm aire seco, c) 31.43 btu/lbm aire seco. VERIFIQUE LOS RESULTADOS POR MEDIO DE CARTA SPICOMETRICA 14.- En una habitación, el aire tiene una temperatura de bulbo seco de 22°C y una temperatura de bulbo húmedo de 16°C. Suponga una presión de 100kPa y determine a) la humedad específica, b) la humedad relativa,y c) la temperatura de punto de rocío, Respuestas: a) 0.0090 kg H 2O/kg de aire seco, b) 54.1 por ciento, c) 12.3°C VERIFIQUE LOS RESULTADOS POR MEDIO DE CARTA SPICOMETRICA 15.-Una habitación contiene aire a 1 atm, 82°F y 70% de humedad relativa. Con la carta psicrometrica determine a) la humedad específica, b) la entalpia (en btu/lbm de aire seco), c) la temperatura de bulbo húmedo, d) la temperatura de punto de rocío y e) el volumen especifico del aire (en pies 3/lbm de aire seco), verefique los resultados por medio de formula
