UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”

ÁREA DE TECNOLOGÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA CATEDRA: FENÓMENOS DE TRANSPORTE

PROFESOR: Ing. Rubén Marcano

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

1. ¿Qué significa gc y cuando debe incluirse en la ecuación que define la fuerza? 2. ¿Que relación existe entre peso y masa? 3. Determine el peso especifico, densidad y gravedad especifica de 5 m3 de un aceite que pesa 5000 Kgf. 4. La viscosidad cinemática y densidad relativa de cierto liquido son 56*10-4 m2/s y 2 respectivamente. Calcule

su viscosidad dinámica. 5. Si un barril de aceite pesa 1.5 KN, calcúlese el peso especifico, densidad y densidad relativa de éste. Un

barril contiene 159 L y tiene un peso propio (libre de fluido) de 110 N. 6. Convierta 1250 milímetros a metros. 7. Convierta 3.65*103 milímetros cúbicos a metros cúbicos. 8. Convierta 0.391 metros cúbicos a milímetros cúbicos. 9. Un automóvil se esta moviendo a 80Km por hora. Calcule su velocidad en metros por segundo. 10. Convierta una distancia de 1.86 millas a metros. 11. Convierta una distancia de 2580 pies (ft) a metros. 12. Convierta un volumen de 7390 centímetros cúbicos a metros cúbicos. 13. Un cuerpo que se mueve con velocidad constante obedece a la relación S = v * t en la que S = distancia, v =

velocidad y t = tiempo. a) Un automóvil se traslada 0.5 Km. en 10.6 s. ¿Calcule su velocidad promedio en m/s? b) Un automóvil recorre 1000 ft en 1.4 s. ¿Calcule su velocidad promedio en min/h?

14. Un cuero que parte del reposo con una aceleración constante, se mueve de acuerdo con la siguiente relación S = ½ a * t2, en la que S = distancia, a = aceleración y t = tiempo.

a) Si un objeto se mueve 3.2 Km. en 4.7 min., mientras se desplaza con aceleración constante. ¿¡Calcule la aceleración en m/s2?

b) Si un cuerpo se mueve 3.2 Km. En 4.7 min., Con una aceleración constante. ¿Calcule la aceleración en ft/s2?

15. La formula dad para la energía cinética es Ec = ½ m * v2, en la que m = masa, y v = velocidad. a) Calcule la energía cinética en N*m de una masa 15 Kg. si tiene velocidad de 1.2 m/s. b) Calcule la masa en gramos de un cuerpo si tiene una energía cinética de 94.6 N*m cuando se mueve a

2.25 m/s. c) Calcule la energía cinética en lbf*ft de un camión de 8000 lbm que se mueve a 10min/h. d) Calcule la masa de un cuerpo en slugs, si éste posee una energía cinética de 15 lbf*ft cuando se

mueve a 2.2 ft/s. 16. Calcule la masa de una lata de aceite si pesa 610 N. 17. Calcule el peso de un metro cúbico de Kerosén si tiene una masa de 825 Kg. 18. Calcule la masa de un galón de aceite si su peso es de 7.8 lbf. 19. Calcule el peso de un pie cúbico de Kerosén si su masa es de 1.58 slug. 20. La tonelada métrica es igual a 1000 Kg. Calcule la fuerza en Newton que se necesita para levantar una

tonelada métrica. 21. Suponga que un hombre pesa 160lbf. ¿Calcule su masa en slug? ¿Calcule su peso en Newton? ¿Calcule su

masa en kilogramos? 22. El aire a 16ºC y a presión atmosférica estándar tiene un peso específico de 12.02 N/m3. Calcule su densidad.

23. Un cierto aceite lubricante medio tiene un peso especifico de 8.86 KN/m3 a 5ºC y de 8.483 KN/m3 a 50ºC. Calcule su gravedad específica para cada temperatura.

24. Una lata cilíndrica de 150 mm. De diámetro esta llena hasta una profundidad de 100 mm. con aceite combustible. El aceite tiene una masa de 1.56 Kg. Calcule su densidad, peso especifico y gravedad especifica.

25. El tanque de combustible de un automóvil tiene una capacidad de 0.095 m3, si esta lleno de una gasolina que tiene una gravedad especifica de 0.68. Calcule el peso de combustible.

26. El amoniaco líquido tiene una gravedad específica de 0.826. Calcule el volumen de amoniaco que tendrá un peso de 22 N.

27. El alcohol de metilo tiene una gravedad específica de 0.789. Calcule su densidad y su peso específico. 28. Un tanque de almacenamiento de gasolina (S = 0.68) consiste en un cilindro vertical de 10m. de diámetro, si

esta lleno hasta una profundidad de 6.75 m. Calcule el peso y la masa de la gasolina. 29. Una roca tiene una gravedad especifica de 2.32 y también un volumen de 1.42*10-4 m3. ¿De cuanto es su

peso? 30. El aire a 59ºF y a presión atmosférica estándar tiene un peso específico de 0.0765 lb/ft3. Calcule su densidad. 31. Un cierto aceite lubricante tiene un peso especifico de 56.4 lb/ft3 a 40ºF y de 54 lb/ft3 a 120ºC. Calcule su

gravedad específica a cada temperatura. 32. Un galón de cierto aceite combustible pesa 7.5 lbf. Calcule su peso específico, densidad y gravedad

específica. 33. El tanque de combustible de un automóvil tiene una capacidad de 25 galones. Si esta lleno de gasolina que

tiene una densidad de 1.32 slug/ft3. Calcule el peso del combustible. 34. El amoniaco líquido tiene una gravedad específica de 0.826. Calcule el volumen en cm3 que tendría un peso

de 5 lbf. 35. El alcohol tiene una gravedad específica de 0.79. Calcule su densidad tanto en slug/ft3 como en gr/cm3. 36. Un tanque de almacenamiento de gasolina (S = 0.68) consiste en un cilindro vertical de 30 ft de diámetro. Si

esta lleno hasta una profundidad de 22 ft. Calcule la cantidad de galones de gasolina que hay en el taque y su peso.

37. Una roca tiene una gravedad especifica de 2.32 y un volumen de 8.64 in3 ¿Qué peso tiene? 38. Convierta una medición de viscosidad cinemática de 5.6 centistoke a m2/s y a ft2/s. 39. Convierta una medición de viscosidad de 6.5*10-3 Pa*s a las unidades de lb*s2/ft. 40. Una gasolina dada pesa 46 lb/ft3, ¿Cuáles son los valores de su densidad, volumen especifico y densidad

relativa con respecto al agua a 60ºF?. Utilice el apéndice “A”. 41. Un gas dado pesa 0.12 lb/ft3 a una cierta temperatura y presión. ¿Cuáles son los valores de su densidad,

volumen específico y densidad relativa con respecto al aire que pesa 0.075 lb/ft3? 42. Un gas dado pesa 18 N/m3 a una cierta temperatura y presión. ¿Cuales son los valores de su densidad,

volumen específico y densidad relativa con respecto al aire que pesa 12 N/m3? 43. El peso especifico de la glicerina es 78.7 lb/ft3. calcule su densidad y densidad relativa. ¿Cuál es su peso

específico en KN/m3? 44. Si el peso específico de un líquido es 54 lb/ft3, ¿Cuál es su densidad? 45. Si el peso específico de un líquido es 7.6 KN/m3, ¿Cuál es su densidad? 46. Si el volumen específico de un gas es 350 ft3/slug, ¿Cuál es su peso específico en lb/ft3? 47. Si el volumen especifico de un gas es 0.80 m3/Kg, ¿Cuál es su peso específico en lb/ft3? 48. El peso especifico de un agua a presión y temperatura normal es 9.81 KN/m3. la densidad relativa del

mercurio es 13.56, ¿Calcule la densidad del agua y el peso específico y densidad del mercurio? 49. El peso especifico de un agua a presión y temperatura normal es 62.4 lb/ft3. la densidad relativa del mercurio

es 13.56, ¿Calcule la densidad del agua y el peso específico y densidad del mercurio? 50. A una profundidad de 8 Km. en el océano, la presión tiene un valor de 81.8 MPa. Se puede suponer que el

peso especifico del agua salada en la superficie es 10.05 KN/m3 y que el coeficiente de compresibilidad es 2.34*109 N/m2 para ese rango de presiones. a) ¿Cuál será el cambio en volumen especifico entre la superficie y esa profundidad? b) ¿Cuál será el volumen especifico a esa profundidad? c) ¿Cuál será el peso especifico a esa profundidad?

51. El agua dentro de una prensa hidráulica esta sometida a una presión de 4500 Psia a 68ºF. ¿Cuál será la reducción porcentual en el volumen específico si la presión inicial es de 15Psia? Utilice la tabla 2.1 (coeficientes de compresibilidad del agua = E).

52. A una profundidad de 5 millas en el océano la presión es 11930 Psi. Suponga que el peso específico en la superficie es 64 lb/ft3 y que el valor medio del coeficiente de compresibilidad es 340000 Psi para ese rango de presiones. a) ¿Cuál será el cambio en volumen especifico entre la superficie y esa profundidad? b) ¿Cuál será el volumen especifico a esa profundidad? c) ¿Cuál será el peso especifico a esa profundidad?

53. a) ¿Cuál es el cambio porcentual en el volumen especifico en el problema 52? b) ¿Cuál es el cambio porcentual es el peso especifico en el problema 52?

54. Con dos cifras decimales, ¿Cuál es el coeficiente de compresibilidad del agua en MN/m2 a 50ºC bajo una presión de 30 MN/m2? Utilice la tabla 2.1 (coeficientes de compresibilidad del agua = E).

55. Bajo condiciones atmosféricas normales, ¿Qué presión en Psi aproximadamente hay que aplicar al agua para reducir su volumen en un 3%?

56. Bajo condiciones atmosféricas normales, ¿Qué presión en MPa aproximadamente hay que aplicar al agua para reducir su volumen en un 2%?

57. Hay agua dentro de un cilindro rígido cuyo diámetro interior es de 0.65 in. Se utiliza un embolo para aplicar presión al agua, la altura de la columna de agua es de 20 in. ¿Cuál será la altura de la columna de agua si se aplica una fuerza de 500 lb al embolo? Suponga que la instalación es estanca y que no existe fricción entre el embolo y el cilindro.

58. Un cilindro rígido, de diámetro interior 15 mm. contiene una columna de agua de 500 mm. de altura. ¿Cuál será la altura de la columna de agua si se aplica una fuerza de 2KN en su extremo utilizando un embolo sin fricción? Suponga que la instalación es estanca.

59. Un recipiente contiene 85 L de agua a 10ºC y presión atmosférica. Si se calienta el agua hasta 70ºC, ¿Cuál será el cambio porcentual en el volumen? ¿Qué cantidad (Fuerza, masa y volumen) de agua se deberá quitar para mantener el volumen en su valor inicial? Utilice el apéndice “A”.

60. ¿Cuál es aproximadamente el valor del peso específico del agua en KN/m3 a una temperatura de 170ºF bajo condiciones atmosféricas normales? ¿Cuál es el peso especifico aproximado a 170ºF bajo una presión de 2000 Psia? Utilice la figura 2.1.

61. Un recipiente contiene 2 ft3 de agua a 40ºF y presión atmosférica. Si se calienta el agua hasta 60ºF, ¿Cuál será el cambio porcentual de su volumen? ¿Qué cantidad de agua se deberá quitar para mantener el volumen en su valor inicial? Utilice el apéndice “A”.

62. Un depósito cilíndrico (diámetro = 10m y profundidad = 6m) contiene agua a 20ºC y esta lleno hasta el borde. Si el agua se calienta hasta 50ºC, ¿Qué cantidad de agua se derramará por el borde del depósito? Suponga que el depósito no se dilata con el cambio de temperatura. Utilice el apéndice “A”.

63. Si una atmósfera artificial se compone de oxigeno en un 20% y nitrógeno en un 80% en volumen, a 14.7 Psia y 60ºF, ¿Cuales son a) El peso especifico y la presión parcial del oxigeno, y b) El peso especifico de la mezcla?

64. Se va a expandir un globo lleno de hidrogeno (que tiene forma de una esfera de 100ft de diámetro) del tipo utilizado en los estudios de rayos cósmicos a su tamaño máximo (sin generar tensiones en la pared del globo) a una altitud de 150000 ft. Si la presión y la temperatura a esa altitud son 0.14 Psia y - 67ºF, respectivamente, calcule el volumen de hidrogeno a 14.7 Psia y 60ºF que se debe añadir al nivel del mar. Desprecie el peso del globo.

65. Si el gas natural tiene una densidad relativa de 0.6 respecto al aire a 14.7 Psia y 68ºF, ¿Cuál es su peso especifico y volumen especifico a la misma presión y temperatura? ¿Cuál es el valor de “R” para el gas? Resuelva sin recurrir a la tabla “A-2”.

66. Un gas a 40ºC sometido a una presión de 20000 mbar (abs) tiene un eso específico de 241 N/m3. ¿Cuál es el valor de “R” para el gas? ¿Qué gas podría ser? Utilice el apéndice “A-5”

67. Calcule la densidad, peso específico y volumen específico del aire a 120ºF y 50Psia. 68. Calcule la densidad, peso específico y volumen específico del aire a 50ºC y 3400 mbar (abs).

69. a) Si el vapor del agua en la atmósfera tiene una presión parcial de 0.5 Psia y la temperatura es 90ºF, ¿Cuál es su peso especifico? b) Si el barómetro indica 14.5 Psia, ¿Cuál es la presión parcial del aire (seco) y su peso especifico? c) ¿Cuál es el peso especifico de la atmósfera (aire mas vapor del agua)?

70. a) Si el vapor del agua en la atmósfera tiene una presión parcial de 3500 MPa y la temperatura es 30ºC, ¿Cuál es su peso especifico? b) Si el barómetro indica 102 KPa (abs), ¿Cuál es la presión parcial del aire (seco) y su peso especifico? c) ¿Cuál es el peso especifico de la atmósfera (aire mas vapor del agua)?

71. Si una atmósfera artificial se compone de Oxigeno en un 20% y Nitrógeno en un 80% en volumen, a 101 KN/m2 abs. y 20ºC, ¿Cuales son a) El peso especifico y presión parcial del oxigeno, b) El peso especifico y presión parcial del nitrógeno y c) El peso especifico de la mezcla?

72. a) Calcule la densidad, peso especifico y volumen especifico del oxigeno a 100ºF y 15 Psia. b) ¿Cuál seria la temperatura y presión de este gas si se comprimiese isentrópicamente al 40 % de su volumen original? c) Si el proceso descrito en el apartado b) hubiera sido isotérmico, ¿Cuáles habrían sido la temperatura y la presión?

73. Calcule la densidad, peso específico y volumen específico del gas Cloro a 25ºC y presión de 600Kn/m2 abs. La masa molecular del cloro (Cl2) es 71.

74. Se comprime el metano isotérmicamente a 21 Psi y se comprime el nitrógeno isentrópicamente a 15 Psi. ¿Cuál es el coeficiente de compresibilidad de cada gas? ¿Cuál es el más compresible?

75. Se comprime el metano isotérmicamente a 120 Kpa (abs) y se comprime el nitrógeno isentrópicamente a 90 KPa (abs). ¿Cuál es el coeficiente de compresibilidad de cada gas? ¿Cuál es el más compresible?

76. Se comprime el helio a 25 Psia y 65ºF isentrópicamente a un quinto (1/5) de su volumen original. ¿Cuál es la presión final?

77. Se comprime el helio a 165 KN/m2 (abs) y 15ºC isentrópicamente a un quinto (1/5) de su volumen original. ¿Cuál es la presión final?

78. a) Si se permite que 10 m3 de nitrógeno se expandan isotérmicamente a 30 m3, ¿Cuál es la presión resultante? b) ¿Cuáles habrían sido la presión y la temperatura si el proceso hubiera sido isentrópico? El exponente isentrópico K para el hidrogeno tiene un valor de 1.40.