Laboratorio #2 de Termodinámica I
1
Instructor: Said K. Zamán M. Primer Semestre de 2013 TERMODINAMICA I Laboratorio 2 Identificación de Estados y Propiedades en Sistemas Termodinámicos. Objetivos: ─ Definir los estados termodinámicos y la región de fase o mezcla de fases en que se encuentran en un determinado sistema ─ Identificar estados termodinámicos en los diagramas de propiedades temperatura – volumen específico (T-v) y presión – volumen específico (P-v). ─ Identificar procesos isobáricos, isotérmicos e isocóricos en los diagramas T-v y P-v. Introducción: El postulado de estado establece que para una sustancia compresible simple se requieren dos propiedades intensivas e independientes para definir un estado. Una vez definido el estado todas las demás propiedades intensivas pueden ser determinadas. Algunas propiedades a pesar de siempre ser intensivas son independientes sólo en ciertas regiones de fases. Por ejemplo, la temperatura y presión sólo son independientes una de otra en las regiones de una sola fase. En las regiones de mezcla saturada la temperatura y la presión no son independientes. Es importante que el estudiante reconozca esto y sea capaz de determinar que se requiere para definir un estado y como lograr definirlo. Una vez definido el estado el estudiante puede utilizar las tablas de propiedades para encontrar cualquier dato (en forma de propiedad valga la redundancia) que se requiera en la solución de problemas prácticos. Por último, es también importante que el estudiante sepa identificar los estados en los diagramas de propiedades para tener una mejor visualización de la trayectoria de un proceso. Problemas: El tanque “A” de 75 litros contiene inicialmente 25k g de agua a 6 Mpa. Mientras que el tanque “B” contiene 0.75kg de agua a 5.5 Mpa y 100°C inicialmente el émbolo descansa en la parte inferior del cilindro y el resorte no está deformado. Luego se abren las válvulas y el sistema se expande haciendo que el émbolo suba hasta que todo adquiere un estado uniforme con una calidad de 85% y presión de 3.5 Mpa. Si el émbolo tiene un área transversal efectiva de 0.5 metros cuadrados. Determine: a.) La masa final de agua en cada tanque y ene l cilindro. b.) El desplazamiento vertical del émbolo. Figura 1: Sistema cilindro émbolo Referencias: ─ Cengel, Y, Boles, M. 2009. TERMODINAMICA. Sexta Edición. McGraw-Hill.
-
Upload
lorena-correa -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
description
..
Transcript of Laboratorio #2 de Termodinámica I
Instructor: Said K. Zamán M. Primer Semestre de 2013
TERMODINAMICA I
Laboratorio 2
Identificación de Estados y Propiedades en Sistemas
Termodinámicos. Objetivos:
─ Definir los estados termodinámicos y la región de fase o mezcla de fases en que se
encuentran en un determinado sistema
─ Identificar estados termodinámicos en los diagramas de propiedades temperatura –
volumen específico (T-v) y presión – volumen específico (P-v).
─ Identificar procesos isobáricos, isotérmicos e isocóricos en los diagramas T-v y P-v.
Introducción:
El postulado de estado establece que para una sustancia compresible simple se requieren
dos propiedades intensivas e independientes para definir un estado. Una vez definido el estado
todas las demás propiedades intensivas pueden ser determinadas. Algunas propiedades a pesar de
siempre ser intensivas son independientes sólo en ciertas regiones de fases. Por ejemplo, la
temperatura y presión sólo son independientes una de otra en las regiones de una sola fase. En las
regiones de mezcla saturada la temperatura y la presión no son independientes. Es importante
que el estudiante reconozca esto y sea capaz de determinar que se requiere para definir un estado
y como lograr definirlo. Una vez definido el estado el estudiante puede utilizar las tablas de
propiedades para encontrar cualquier dato (en forma de propiedad valga la redundancia) que se
requiera en la solución de problemas prácticos. Por último, es también importante que el
estudiante sepa identificar los estados en los diagramas de propiedades para tener una mejor
visualización de la trayectoria de un proceso.
Problemas:
El tanque “A” de 75 litros contiene inicialmente 25kg de agua a 6 Mpa. Mientras que el tanque
“B” contiene 0.75kg de agua a 5.5 Mpa y 100°C inicialmente el émbolo descansa en la parte
inferior del cilindro y el resorte no está deformado. Luego se abren las válvulas y el sistema se
expande haciendo que el émbolo suba hasta que todo adquiere un estado uniforme con una
calidad de 85% y presión de 3.5 Mpa. Si el émbolo tiene un área transversal efectiva de 0.5
metros cuadrados. Determine:
a.) La masa final de agua en cada tanque y ene l cilindro.
b.) El desplazamiento vertical del émbolo.
Figura 1: Sistema cilindro émbolo
Referencias:
─ Cengel, Y, Boles, M. 2009. TERMODINAMICA. Sexta Edición. McGraw-Hill.
