TRABAJO DE TERMODINAMICA SEGUNDO CORTE
PAULA CONEO HERNANDEZ MARIA CAMILA ATENCIA OSORIO DANIEL PERNETT SUAREZ JONATAN SUAREZ
FACULTAD DE INGIENERIA PROGRAMA DE INGIENERIA AMBIENTAL UNIVERSIDAD DE CORDOBA
MONTERIA-CORDOBA
2017
1.
Se calienta vapor de agua a 100 bar y 320°C en un depósito rígido hasta que se alcanza una presión de 160 bares. obténgase la temperatura final en °C, utilizando a) el modelo de gas ideal, el diagrama de factor de compresibilidad, y c) las tablas termodinámicas.
2.
Calcular la variación de entalpia del aire que se calienta, a presión baja, desde 300 K hasta 500 K, utilizando a) la ecuación empírica para la capacidad térmica específica, b) datos de h de las tablas del aire, y c) datos tabulados de capacidad térmica especifica media en KJ/Kg.
3.
Un cilindro – pistón, tiene gas nitrógeno a 750 K y 1500 kPa. Ahora se expande en un proceso politrópico con n = 1,2 a P = 750 kPa. Encuentra la temperatura final, el trabajo específico y la transferencia de calor específico en el proceso.
4.
En un dispositivo de cilindro-embolo se calienta dióxido de carbono, a una presión constante de 6,65MPa, desde 32°C hasta 185°C. Obténgase el trabajo asociado al proceso en kJ/kg, utilizando a) el modelo de gas ideal, b) el principio de los estados correspondientes.
5.
Un depósito rígido contiene nitrógeno gaseoso a 100 KPa y 17°C. Se hace girar una rueda de paletas en el interior del depósito mediante una fuente externa, que origina un par de 11 N.m durante 100 vueltas del eje, hasta que la presión final es de 130 KPa. Durante el proceso tiene lugar una pérdida de calor de 1 KJ. Determine a) La masa en el interior del depósito en Kilogramos, y b) el volumen del depósito en metros cúbicos. Despréciese la energía almacenada en la rueda de las paletas.
6.
Un cilindro cerrado por un émbolo sin fricción contiene argón a 10 bar y 300K. El émbolo está sujeto por un resorte, como se muestra en la figura. Se hace pasar una corriente de 100A durante 100s a través de una resistencia colocada en el interior del cilindro con un voltaje de 20V. En ese intervalo de tiempo, tiene lugar una pérdida de calor por unidad de tiempo de 1 kW. El volumen inicial es 0,1 m3 y la temperatura final 450K. Calcule el trabajo realizado por el gas sobre el embolo en kJ.
7.
0,1 kg de aire contenido en un dispositivo de cilindro embolo experimenta un proceso en el que V= CT2, siendo C una constante. Las condiciones iniciales son 227°C y 0,01m3. Si se duplica el volumen, calcule: a. La temperatura final en Kelvin b. La presión final en bar c. El trabajo realizado por el gas en kJ d. El calor transferido en kJ
8.
Un dispositivo de cilindro-embolo contiene inicialmente 0,5 m3 de nitrógeno gaseoso a 4 bar y 27 °C. El nitrógeno se expande siguiendo un proceso politrópico para el que PV0,82 = C, hasta que se duplica el volumen. Simultáneamente, se pone en funcionamiento un calentador eléctrico a 120 V durante 10 min. Durante el proceso también tiene lugar una pérdida de calor de 12,8 kJ. Determine. a. La temperatura final, en °C b. La magnitud y el sentido del trabajo en la frontera en kJ c. La resitencia del calentador necesaria para alcanzar la temperatura final, en ohmios.
9.
Para recorrer una distancia determinada del interior del dispositivo cilindro embolo que se muestra en la figura, se necesita un embolo de 25 kg, sometido a las condiciones de la atmosfera estándar. El embolo cuya área es igual a 0,0050 m2, descansa inicialmente sobre los topes inferiores. El aire del interior del cilindro se calienta hasta que el embolo alcanza los topes superiores. La presión y temperatura iniciales del aire son 0,101 MPa y 20 °C, c = 0,72 kJ/kg K, g = 9,80 m/s2 y Patm = 101 kPa. Determine: v
10.
Un dispositivo de cilindro-embolo contiene inicialmente monóxido de carbono gaseoso a 100 Kpa y 27
°C. a) En el proceso A se calienta el gas a volumen constante hasta que se duplica la presión; a continuación, se expande a presión constante hasta que el volumen triplica su valor inicial. b) En el proceso B, el mismo gas en el mismo estado inicial, primero se expande a presión constante hasta que se triplica el volumen; a continuación, se calienta el gas a volumen constante hasta que alcanza la misma presión final que el proceso A. Determine el calor neto transferido en estos dos procesos, el trabajo neto y las variaciones de energia interna, en KJ/Kg. Compare los resultados de amb os procesos.
