PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS 1-
Se tiene 1 Kg. De aire inicialmente a 0,1 Mpa y 27°C. que evoluciona a presión constante, reciien!o un traa"o !e un agita!or !e 10 K#. Si el proceso es a!iaatio, calcular la temperatura temperatura $inal. %ta. &0','( K. 2- )n
!ispositivo !ispositiv o !e cilin!ro *molo *m olo contiene 0,1 m& m & !e aire a +00 K pa y (0°c. l calor trans$eri!o al aire es !e +0 K# cuan!o el aire se e-pan!e esotermicamente. Deter Determin mine e a la canti! canti!a! a! !e traa traa"o "o !e $ronte $rontera ra e$ect e$ectua uan! n!o o en *ste *ste proces proceso. o. par/metros !el esta!o $inal. a +0 K# 0,272 m& 1+,71 Kpa 3- )na
masa !e 1( Kg. De aire en un !ispositivo !e cilin!ro *molo se calienta !e 2(°c asta 77°c al pasar corriente por un cale$actor el*ctrico !entro !el cilin!ro, la presión !entro !e *ste se mantiene constante en &00 Kpa !urante el proceso y ocurre una p*r!i!a p*r!i!a ! calor !e 0 KS. Determine Determine la energa el*ctrica el*ctrica suministra!a suministra!a en K34 ora. %ta. 0,2&+ K34ora 4-
)n tanque rgi!o per$ectamente aisla!o contiene (Kg. De una me5cla satura!a lqui!o vapor !e agua a 100 Kpa. 6l inicio tres cuartos !e la masa est/n en la $ase lqui!a. lqui!a. )na resistencia el*ctrica coloca!a coloca!a en el tanque se conecta a una $uente $uente !e 110 v y circula por la resistencia una corriente !e 6 cuan!o se acciona el interruptor. Cuanto tiempo tar!ar/ en evaporarse to!o el lqui!o en el tanque. %ta. 1(2,7( minutos 5-
)na masa !e ( Kg. De vapor satura!o a 200 Kpa se calienta a presión constante asta que la temperatura alcan5a &00°c. Calcule el traa"o reali5a!o por el vapor y el calor intercamian!o !urante el proceso. %ta. 38 +&0 K#
98 12(,( K#
6-
)n !ispo !isposit sitivo ivo cilin! cilin!ro ro *mo *molo lo sin $ricci $ricción ón contie contiene ne inici inicialm almen ente te 200 200 litros litros !e re$rigerante 12 lqui!o satura!o. l *molo tiene lierta! para moverse y su masa es tal que mantiene una presión !e 00 Kpa sore el re$rigerante, luego el re$rigerante se calienta asta (0°c. Calcule el traa"o reali5a!o y el calor intercamia!o !urante el proceso.
%ta. 38 +777,2( KS 7-
98 &7+(,2 K#
l ra!ia!or !e un sistema !e calentamiento !e vapor tiene un volumen !e 20 litros y se llena con vapor sorecalenta!o a &00 Kpa y 2(0°c. n ese momento tanto las v/lvulas !e entra!a como !e sali!a acia el ra!ia!or est/n cerra!as.
Determinar la canti!a! !e calor que se trans$erir/ a la aitación cuan!o la presión !e vapor !isminuye a 100 Kpa. %ta, 98 4&&,&7( K# 8-
n una turina a!ia/tica se e-pan!e ( Kg:s !e aire !es!e una presión !e 1 Mpa y una temperatura !e +00 K asta una presión !e 0,1 Mpa y temperatura &00 K. Si las variaciones !e energa cin*tica y potencial son nulas calcule la potencia !e la turina. %ta. (02,( K3 9- ;apor !e agua a & Mpa y +00°c entra a una toera a!ia/tica con una veloci!a! !e +0m:s y sale a 2,( Mpa y &00 m:s. Determinar la temperatura !e sali!a !el agua.
%ta. &7,°c. 10-
2&,+ K3 101'(, K3 c ++,2( cm2 11- ntra
re$rigerante %412 a un compresor a!ia/tico a 100 Kpa y &0°c. a ra5ón !e 0,( Kg:s y sale a 00 Kpa y 100°c. sin tener en cuenta los camios en ela energa cin*tica y potencial. Determine a el $lu"o !e volumen !el re$rigerante a la entra!a !el compresor. =a entra!a !e potencia al compresor. %ta. a 0,10+ m& s >20,(' K3 12- %e$rigerante
12 es estrangula!o !el esta!o !e lqui!o satura!o a 00 Kpa asta una presión !e 1+0 Kpa. la variación !e temperatura !urante el proce+so y el volumen espec$ico $inal !el re$rigerante. %ta .6t 12 8 (+,(°c ;8 0,0&7&7 m& Kg
13- ntra
!ió-i!o !e carono a un compresor a!ia/tico a 100 Kpa y &00 K a ra5ón !e 0,( Kg.:s y sale a 00 Kpa y +(0 K. Sin tener en cuenta los camios !e la energa cin*tica y potencial. Determinar a el $lu"o !e volumen a la entra!a !el compresor la entra!a !e potencia al compresor %ta. a 0,2& m& s >,7 K3 14- )na
corriente !e agua a 0°c entra en una c/mara !e me5cla con un $lu"o m/sico !e 0,( Kg:s, !on!e se me5cla con una corriente !e agua $ria a 20°c. Se !esea que la me5cla salga !e la c/mara !e me5cla a +2°c. Determinar el $lu"o m/sico !e la corriente !e agua $ria. ?o!as las corrientes est/n a la misma presión !e 2(0 Kpa. %ta. 0,+ Kg s 15- %e$rigerante
12 a 1 Mpa y 0°c es en$ria!o a 1 Mpa y &0°c en un con!ensa!or por me!io !e aire. ste entra a 100Kpa y 27°c con un $lu"o !e volumen !e 00 m&:min. @ sale a '( Kpa y 0°c. Determine el $lu"o m/sico !e re$rigerante %ta. 1& Kg:min 16- ntra
aire a la sección !el evapora!or !e un acon!iciona!or !e aire !el tipo ventana a 100 Kpa y 27°c, con un $lu"o volum*trico !e 12m&:min. ntra al evapora!or re$rigerante %4 12 a 1+0 Kpa con una cali!a! !e &0 por ciento a ra5ón !e 2 Kg:min. @ sale como vapor satura!o a la misma presión. Determine a la trans$erencia !e calor !el re$rigerante al aire la temperatura !e sali!a !el aire %ta. a 22,( K# min 10,&°c 17- )n
tanque rgi!o !e 2m& contiene inicialmente aire a 100 Kpa y 22°c. l tanque se conecta a una lnea !e alimentación me!iante una v/lvula. n la lnea !e alimentación $luye aire a 00 Kpa y 22°c. =a v/lvula es aierta y el aire entra en tanque asta que alcan5a la presión !e la lnea, punto en el cual se cierra la v/lvula. )n termómetro coloca!o en el tanque in!ica que la temperatura !el aire en el esta!o $inal es !e 77°c. Determine a la masa !e aire que la entra!a es el tanque la canti!a! !e trans$erencia !e calor
