Trabajo Academico Andrea Hilda Guillen Alvarado 2009227149 Moquegua

7/27/2019 Trabajo Academico Andrea Hilda Guillen Alvarado 2009227149 Moquegua

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Direccin Universitaria de Educacin a Distancia Escuela Acadmico

Profesional de Ingeniera Industrial

TRABAJOACADMICOTermodinmica

2013

Estudiante: Andrea Hilda Guilln Alvarado.

Docente: Lic. Arturo Lauro Gamarra.

Mdulo: II

Dued: Moquegua

Cdigo: 2009227149


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NDICE

INTRODUCCIN ........................................................................................................... 2DESARROLLO DEL TRABAJO .................................................................................. 3

Pregunta 1.- ................................................................................................................ 3Pregunta 2. ................................................................................................................. 3Pregunta 3. ................................................................................................................. 4Pregunta 4.- ................................................................................................................ 6Pregunta 5.- ................................................................................................................ 7Pregunta 6.- ................................................................................................................ 8Pregunta 7.- ................................................................................................................ 9

BIBLIOGRAFA ............................................................................................................ 10


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INTRODUCCIN

Como ya se sabe la rama de fsica que describe los estados del equilibrio,

stos definidos de magnitudes extensivas como la energa interna, entropa y el

volumen, etc. Es as que efectivamente la termodinmica nos ofrece un estudioentre los vnculos entre el calor y dems variedades de la energa, analizando

los efectos de temperatura, presin, densidad y volumen de cada sistema.

La Universidad Alas Peruanas, en su malla curricular, especficamente en la

carrera profesional de Ingeniera Industrial, nos hace ver la Termodinmica

como una ciencia en la que como ciencia, nos da una aplicacin desde

organismos microscpicos hasta electrodomsticos, vehculos, etc. Para de

sta manera los estudiantes posean antecedentes slidos en fsica y clculo.


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DESARROLLO DEL TRABAJO

Pregunta 1.-

Estimado alumno tenga en cuenta los detalles en las ortografas, en al

redaccin y en la presentacin del trabajo ya que ser evaluado de acuerdo ala presentacin del trabajo acadmico y sobre todo el orden (2 Ptos )

Pregunta 2.

En la siguiente pregunta Ud. Debe realizar los siguientes pasos, para

determinar la presin con un manmetro:

Un manmetro se usa para medir la presin en un recipiente. El fluido que se

emplea tiene una densidad relativa de 0.95y la alturade la columna del

manmetro es de 55cm (ver figura). Mida la presin atmosfrica en su

localidad, y luego determine la presin abso luta dentro d el recipiente. (3

Ptos)

Para dar solucin al ejercicio, la frmula a usar como primer punto es:

P = Patm

+ Pman

= Patm

+

gh.

DATOS:

h = 55 cm (0,55 m)

g= 9,81 m/s2

De acuerdo a la intensidad del fluido del manmetro calculamos:

aguafluidofluido

agua

fluido

fluido DRDR


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A 0 oC y a 1 atm de presin la densidad del agua es 1000 kg/m 3, siendo su

fludo:

33950)1000)(95,0(

m

kg

m

kgfluido

La p resin Manomtrica d e acuerd o a la frm ula d el inic io:

Pman = (950 kg/m3)(9,81 m/s2)(0,55 m)(10-3 kPa/Pa) =5.12 kPa

Por qu(10-3kPa/Pa)?

Debido a: (kg/m3)(m/s2)(m) = N/m2= Pa y tenemos que llevarlos a kPa.

Entonces la presin de gas es:

Pgas = Pman + Patm = 5,12 kPa + 10.12 kPa = 15,24 kPa

Pregunta 3.

En el siguiente trabajo va a realizar un trabajo de investigacin que consiste en

el efecto de calentamiento de un ventilador.

Una habitacin se encuentra inicialmente a la temperatura ambiente de 25C,

pero se enciende un gran ventilador que consume 300W de electricidad cuando

est funcionando (ver figura). La tasa de transferencia de calor entre el aire de

la habitacin y el exterior se da como Q=UA(Ti-To)donde U=10W/m2 .C que

representa elcoef ic iente de transferencia de calor glob al, mientras, A= 40m2 es la superficie expuesta de la habitacin y Tiy To son las temperaturas del

aire en el interior y el exterior, respectivamente. Determin e la temperatura del

aire en el inter ior cuando se establecen condiciones de operacin

estacionarias.Cm o lo ap licara Ud . a su zona o lu gar de res iden c ia es ta

invest igacin?(5 Ptos)


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Reemp lazando la prim era frmu la:

300W= (10W/m2

C) (40 m2

)(Ti-25C)Ti= 25.75C

Entonces la temperatura del aire en el interior del cuarto permanecer

constante luego de alcanzar los 25.75C.

Respecto a la segunda pregunta, la apl icacin en el lugar de mi

residencia:

Potencia del Ventilador= 300W

Coeficiente de Transferencia del Calor global= 10W/m2C

rea= 120 m2

Temperatura= C

Reemp lazando la prim era frmu la:

300W= (10W/m2C) (120 m2)(Ti-C)

Ti= C

Eentrada Esalida = dEsistema/dt0(permanente)= 0

W, elctrico, entrada = Esalida = UA(Ti To)


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Pregunta 4.-

Temperatura del lquido saturado en el cilindro

Un recipiente rgido contiene 60 kg de agua lquida saturada a 80C, determine

la presin en el recipiente y el volumen del mismo.(1 Pto)

EN LA TABLA A -4

Localizamos en la tabla de saturacin en funcin de la temperatura la

temperatura de 80oC (temperatura de saturacin ya que el recipiente contiene

agua lquida saturada) y determinamos la presin de saturacin.

De acuerdo a la tabla la Psat80C=47.42

El volumen especfico del lquido saturado Vf80C=0.001029 m3/K g.

Pero el volumen especfico es:

v=V/m

V=vm

V= (60Kg)(0.001029 m3/Kg)V= 0.06174 m3volmen total del recipiente.


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Pregunta 5.-

En un da de verano, la temperatura del aire que se halla sobre un lago es de

26C. Determine la temperatura del agua del lago cuando se establecen las

condiciones de equilibrio de fase entre el agua en el lago y el vapor en el aire

para humedades relativas del aire de 10, 80 y 100 por ciento (3 Ptos )

Datos:

Temperatura: 26C

Como la temperatura es de 26C y

no la encontramos en la TABLA 3-1,

entonces procedemos a interpolar, yaque con dos puntos conocidos P1 y

P2. Las coordenadas que se

muestran X y Y se reemplazan por

las variables que se van a tratar, para

tal caso la Temperatura (T) y Presin

(P) respectivamente.

Es as que el punto por hallar es el

de 25C

Y2-Y1 = Y-Y1

X2-X1 X-X1

Y2= 30 C

Y1= 20 C

X1=2.34 KPa

X2= 4.25 KPa

Y=26C

30-20 = 26-20

4.25-2.34 X-2.34

X= 3.49 KPa


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TABLA A-5

Hum edad relat iva al 10%

Pv1= 0.1 (3.49KPa)

Pv1= 0.359

Humedad relat iva al 80%

Pv2= 0.8 (3.49 KPa) T2= (2.792-21.08)(3-2.5) + 2.5 = -0.548

Pv2= 2.792 KPa (24.08-21.08)

Humedad relat iva al 100%

Pv3= 1 (3.49 KPa) T3= (3.49-24.08)(4-3) + 3 = -1.219

Pv3= 3.49 KPa (28.96-24.08)

Pregunta 6.-

Calentamiento d e una gas en un recipiente por agitacin.

Un recipiente rgido aislado contiene al inicio 1.5 lbm de hielo a 90F y 50 psi.

Dentro del recipiente hay una rueda de paletas que opera con una potencia

nominal de 0.02 hp durante 30 min. Determine. (3 ptos )

a) La temperatura final

Wflecha= Wflecha t = (0.02hp) (0.5h) (2545Btu/h) = 25.45 Btu

1 hp

Wflecha = mcv.prom (T2-T1)

25.45Btu= (1.5lbm)(0.753Btu/lbm.F)(T2-90F)

T2= 112.53 F

*Ya que en la table A-2E no se encuentra el valor del calor especfico

a 90F es por ello que considero el valor a 80F

b) La presin final del gas helio.

P1V1 = P2V2

T1 T2

50 psia = P2

(90+460)R (112.53+460)R

P2= 52.05 psia.


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Pregunta 7.-

Cambio d e entr opa du ran te un p ro ces o iso trm ico

Un dispositivo compuesto por cilindro embolo contiene una mezcla de liquido

y de vapor de agua a 350K. Durante un proceso a presin constante se

transfieren del agua 800 kJ de calor. Como resultado, la parte liquida en elcilindro se vaporiza. Determine el cambio de entropa del agua durante este

proceso.(3 Ptos )

Ssi s, is otrm ic o= Q/ Tsis=800kJ/ 350K = 2.29 Kj/K

El cambio de entropa del presente sistema da como resultado, positivo ya que

la transferencia de calor es hacia el sistema.


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BIBLIOGRAFA

Termodinmica Bsica 2da Edicin

Erich A. MullerEditorial Equinoccio, USB 1991

Termodinmica 7ma Edicin

Yunes A Cengel

Michael A. Boles

Editorial Mc GrawHill

Termodinmica, concepto

http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro

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