Revisa y estudia con detenimiento los contenidos desarrollados en la asignatura, con respecto a la primera ley de la termodinámica tanto para sistemas cerrados y sistemas abiertos. Repasa también los contenidos del texto del capito 4 y 5
Analiza y resuelve los problemas en forma ordenada indicando los procedimientos correspondientes e indicando las leyes y propiedades utilizadas en su solución las alternativas solo úsalos como apoyo.
PRIMERA LEY PARA SISTEMA CERRADO 1.
Un recipiente rígido de 3 m3 contiene gas de nitrógeno a 500 kPa y 300 K. Entonces, se transfiere calor al nitrógeno, y su presión se eleva hasta 800 kPa. El trabajo efectuado durante este proceso es: a) 500 kJ b) 1500 kJ c) 0 kJ d) 900 kJ e) 2 400 kJ Solución:
Recipiente rígido:
= = 3
∴ = El trabajo efectuado durante este proceso es 0
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TERMODINÁMICA
2.
Producto N°3
Cuatro kg de agua se encuentran inicialmente a 10 bar, con un volumen inicial de V=0.1053 m3. Experimenta una expansión isobárica hasta que su volumen específico sea 0.20602 m3/kg determine: El calor suministrado en kJ Solución: Estado 1
m = 4kg
= =. Agua
Estado 2
Proceso Isobárico
=
m = constante
m = 4kg
== . / Agua
Estado 1
V = vm = 0.14053 =0.026325 m/kg Utilizamos la tabla A-5 del apéndice 1
Diez kilogramos de aire (z=1) se encentra inicialmente a 4 bar y 327ºC, el cual realiza el siguiente ciclo termodinámico: 1-2 expansión politropica con n=1.5, hasta triplicar su volumen inicial 2-3 proceso isotérmico 3-1 proceso isobárico Determine, el calor transferido al ciclo en kJ. Solución: Proceso isobárico
Entra vapor, de una manera estacionaria, a un difusor a 0.5 MPa, 300 °C y 122 m/s a una razón de 3.5 kg/s. El área de entrada del difusor es a) 15 cm2 b) 50 cm2 c) 105 cm2 d) 150 cm2 e) 190 cm2 Solución:
Al difusor de un motor a propulsión a chorro, ingresa aire a 1bar y 27°C con una velocidad de 100 m/s . El flujo de masa es de 50 kg/s ; si el calor estimado a través del difusor es 40kw siendo la velocidad saliente despreciable. Determinar: La temperatura de salida, en °C. considerando la velocidad de salida despreciable. a) 10°C b) 20°C c) 30°C 5|Página
En una turbina adiabática se expande refrigerante 134a de 1.2 MPa y 100 °C a 0.18 MPa y 50 °C, a razón de 1.25 kg/s. La potencia desarrollada por la turbina es a) 44.7 kW b) 66.4 kW
Un intercambiador de calor adiabático se usa para calentar agua fría a 15 °C que entra a una razón de 5 kg/s, mediante aire caliente a 90 °C que entra también a razón de 5 kg/s. Si la temperatura de salida del aire caliente es 20 °C, la temperatura de salida del agua fría es a) 27 °C b) 32 °C c) 52 °C d) 85 °C e) 90 °C
