UNIVERSIDAD DE LA COSTA

TAREA No. 1 SEGUNDO CORTE

PROFESOR:ING. LUIS PATERNINA TAPIAS

PROCESOS INDUSTRIALES

PRESENTADO POR:JAIME ANDRES PEÑUELA GOMEZ

JOAO FRANCISCO CASTELL BERMUDEZ

24 DE MARZO DEL 2015

TAREA No. 1 SEGUNDO CORTE

1. Se colocan 5,0 Kg de vapor a 150º C y 2,0 Kg de hielo a – 10º C en un recipiente cerrado herméticamente y aislado de tal manera que no exista pérdida de calor en el sistema. a. Realizar la gráfica correspondiente a este procesob. Determinar la temperatura del punto de equilibrioc. Identificar el estado de los materiales una vez alcanzado el punto de equilibriod. En caso de cambios de estados parciales, calcular los porcentajes (%) de estos cambios

Tome la siguiente información para sus cálculos:Para hielo: Tf = 0º C; Hf = 80 Kcal/Kg; Cp = 0,5 Kcal/Kg º CPara agua: Tb =100º C; Hv = 540 Kcal/Kg; Cp = 1,0 Kcal/Kg º CPara vapor: Tv =100º C; Hv = - 540 Kcal/Kg; Cp = 0,45 Kcal/Kg º CRecuerde que los calores de fusión del hielo y de congelación del agua son numéricamente iguales, pero de signos contrarios. Idéntico dato para los calores de vaporización del agua y de condensación del vapor

2. Una cubeta para congelar helados en su casa tiene capacidad para doce (12) helados y cada helado tiene una masa de 50 gramos. La mezcla líquida de helado tiene un Cp = 1,1 Kcal/Kg º C y en la fase sólida Cp = 0,82 Kcal/Kg º C. El líquido entra al congelador a 32º C y el helado se sub-enfría hasta – 8º C .. El punto de congelación de la mezcla líquida es de – 2º C, con un calor latente de congelación de – 88 Cal/gramo. Si el molde de la cubeta consume el 8% del calor para enfriarse, determinar:a. El calor total para fabricar los doce heladosb. El costo total de fabricar dichos helados (Debe consultar con el recibo de cobro de la

electrificadora el costo del Kw.h)Datos: 1,0 calorías = 4,182 Julios1,0 Kw.h = 3,6X106 Julios

3. Si la fuente de la corriente eléctrica para su nevera es de una hidroeléctrica que tiene una eficiencia de 30% con una caída de agua de 130 metros, determinara. El consumo en Kw*h de su nevera en 24 horas de servicio (Debe indagar sobre la

potencia que consume su nevera)b. La masa de agua que debe caer de la represa hasta el generador de energía de la

hidroeléctricac. El costo de operación de la nevera en las 24 horas (Debe indagar el costo del Kw*h en

el recibo

SOLUCION:

1) 5 Kg Vapor T= 150°C Q=0 2 Kg Hielo T= -10°C

A) No hay transferencia de calor con e Medio

Qcedidovapor= - Qabsolutahielo

150

100

T f Liquido

0 Q

-10

B) Qvapor = 5 Kg x 0,45 KcalKg° c x (100 – 150)°C X 5 Kg ( -540

KcalKg ) + 5 Kg X 1

KcalKg° c (T f -

0)°C

= -2812,5 Kcal + 5 Kcal ((T f - 100)

Qabsorbido = 2 Kg x 0,5 KcalKg° c

(0-(-10))°C X 2 Kg X 80 KcalKg

+ 2 Kg X 1 KcalKg° c

(T f - 0)°C

= 170 Kcal + 2 Kcal T f

2) 12 x 50gr = 600 gr = 0,6 Kg

Liquido C p = 1,1 KcalKg° c

T L = 32°C -8°C

Solido C p = 0,82 KcalKg° c

T c = -2°C -88 cal/gramo

Molde consume: 8% Calor para enfriarse

A) QT = ?

QT = Q1 + Q2 + Q3

Q1 = 0,6 Kg X 1,1 KcalKg° c

(-2°C – 32°C) = -22,44 Kcal

Q2 = 600g X (-88 Calgr

) = - 52800 cal = -52,8 Kcal

Q3 = 0,6 Kg X 0,82 KcalKg° c

(-8°C – (-2°C)) = - 2,952 Kcal

QT = -22,44 Kcal – 52,8 Kcal – 2,952 Kcal = -78,192 Kcal

Qmolde = -78,192 Kcal X 8100

= -6,26 Kcal

QTOTAL = -78,192 Kcal – 6,26 Kcal = -84,452 Kcal

B) Consumo = 84,452 Kcal X 103Cal/1Kcal x 4,182J1cal x 1 Kwh/3,6 x 106J = 0,0981 Kwh

Costo = 0,0981 Kwh X $342,011Kwh

= $33,55

3) Ep = mgh = 130 . mgJ = 1274 mj E f = 30% E= 382,2 mJ

A) Consumo: 719,5 Kwhaño = 719,5

Kwh365dia = 1971

Kwhdia

Consumo = 1971 X 103W .hdia

X 1J /S1W

= 7095,600J

B) E = 383,2 mJ = 7095,600J m = 7095,600382,2 m = 18565,15 Kg

m = 18565,15 Kg Agua ≈ 18,56 Ton

C) Costo = 1,971 Kwhdia X

$342,01Kwh = $674,10/dia