7/16/2019 Un Recipiente Rígido de 10 L Contiene Inicialmente Una (Autoguardado)

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Un recipiente rígido de 10 L contiene inicialmente unamezcla de agua líquida y vapor a 100 °C con calidad de 12.3por ciento. Luego se calienta la mezcla hasta que su temperaturaes de 10 °C. Calcule la trans!erencia de calor necesariapara este proceso.

"e condensa vapor saturado de agua en un sistema

cerrado# en!ri$ndolo a presi%n constante hasta un líquidosaturado a &0 '(a. )etermine la trans!erencia de calor y eltra*a+o realizado durante este proceso# en ',-'g.

Un dispositivo de cilindro/m*olo contiene inicialmentevapor de agua a 200 '(a# 200 °C y 0.& m3.n este estado# un resorte lineal F  x  toca el /m*olo#pero no e+erce !uerza so*re /l. ntonces# se trans4ere calorlentamente al vapor de agua# haciendo que aumenten su presi%ny volumen# hasta 20 '(a y 0.5 m3# respectivamente.6epresente al proceso en un diagrama Pv con respecto a líneasde saturaci%n# y determine a la temperatura 4nal# b el tra*a+oe!ectuado por el vapor de agua y c el calor total trans!erido

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"e calienta 1 'g de o7ígeno# de 20 a 120 °C. )eterminela trans!erencia de calor que se requiere cuando eso sehace en un proceso a a volumen constante# b iso*$rico.

"e comprime arg%n en un proceso politr%pico# conn  1.2# de 120 '(a y 10 °C hasta 800 '(a# en un dispositivode cilindro/m*olo. )etermine el tra*a+o producido y el calor

trans!erido durante este proceso de compresi%n# en ',-'g.

Un dispositivo de cilindro/m*olo contiene gas dearg%n# y pasa por un proceso isot/rmico# de 200 '(a y 100°C# hasta 0 '(a. )urante el proceso# se trans4eren 1.00 ',de calor al sistema. )etermine la masa de este sistema y lacantidad de tra*a+o producido.

n un dispositivo de cilindro/m*olo con carga varia*ley con una rueda de paletas integrada al cilindro# hay aire.9l principio est$ a 00 '(a y 2: °C. ntonces se hace girarla rueda de paletas mediante un motor el/ctrico e7terno# hastaque se ha trans!erido al aire la energía de 0 ',-'g en !ormade tra*a+o. )urante este proceso se trans4ere calor para mantener

constante la temperatura del aire# y al mismo tiempo setriplica el volumen del gas. Calcule la cantidad requerida detrans!erencia de calor# en ',-'g.

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Considere una plancha de 1 000 ;# cuya *ase es dealeaci%n de aluminio 2 02&<5 r 2 ::0 'g-m3 y cp  8: ,-'g = °C y de 0. cm de espesor. sa *ase tiene 0.03 m2 desuper4cie. (rimero# la plancha est$ en equili*rio t/rmico conel aire am*iente a 22 °C. "uponiendo que el >0 por cientodel calor generado en los alam*res de resistencia se trans4era a la*ase# determine el tiempo mínimo necesario para que la planchallegue a 200 °C.

"e puede modelar un huevo ordinario como una es!erade . cm de di$metro. 9l principio# el huevo est$ a una temperaturauni!orme de 8 °C y se de+a caer en agua hirviente# a>: °C. "i las propiedades del huevo son r 1 020 'g-m3 ycp  3.32 ',-'g = °C# determine cu$nto calor se trans4ere alhuevo para cuando su temperatura media aumenta a 80 °C.

Unas *olas de acero al car*%n r : 833 'g-m3 y cp?0.&5 ',-'g = °C de 8 mm de di$metro# se recuecen calent$ndolasprimero a >00 °C en un horno# y despu/s de+$ndolasen!riar lentamente a 100 °C en aire am*iente a 3 °C. "i sevan a recocer 2 00 *olas por hora# determine la tasa de trans!erenciatotal de calor# de las *olas al aire am*iente.

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9 una to*era entra aire constantemente a 300 '(a# 200°C y & m-s# y sale a 100 '(a y 180 m-s. l $rea de entradade la to*era es 110 cm2. )etermine a el @u+o m$sico por lato*era# b la temperatura del aire a la salida y c el $rea desalida de la to*era

l di!usor de un motor de reacci%n de*e *a+ar la energía

cin/tica del aire que entra al compresor del motor# sin interaccionesde calor o tra*a+o. Calcule la velocidad a la salidade un di!usor# cuando entra a /l aire a 100 '(a y 20 °C# conuna velocidad de 00 m-s# y el estado en la salida es 200 '(ay >0 °C.

Una mezcla de líquido y vapor de agua saturados#llamada vapor hAmedo# @uye en una línea de suministro devapor de agua a 2 000 '(a y se estrangula hasta 100 '(a y120 °C. BCu$l es la calidad de vapor de agua en la línea desuministro

"e estrangula el @u+o de re!rigerante 13&a# de 800'(a y 2 °C# hasta una temperatura de 20 °C.)etermine la presi%n y la energía interna del re!rigerante en elestado 4nal.

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"e mezclan las corrientes caliente y !ría de un @uidoen una c$mara de mezclado rígida. l @uido caliente @uye ala c$mara a un @u+o m$sico de 'g-s# con una cantidad deenergía de 10 ',-'g. l @uido !río @uye a la c$mara a un@u+o m$sico de 1 'g-s y lleva una cantidad de energía de 0',-'g. Day trans!erencia de calor al entorno de la c$mara de

mezclado# en la cantidad de . ';. La c$mara de mezcladoopera con @u+o estacionario y no gana ni pierde energía nimasa con el tiempo. )etermine la energía transportada por lacorriente de salida de la c$mara de mezclado por la mezcla@uida por unidad de masa de @uido# en ',-'g.

9 un condensador de una termoel/ctrica entra vapora 20 '(a y > por ciento de calidad# con un @u+o m$sicode 20#000 'g-h. "e va a en!riar con agua de un río cercano#pas$ndola por los tu*os u*icados en el interior del condensador.(ara evitar la contaminaci%n t/rmica# el agua del río no de*e tener un aumento de temperatura mayor de 10 °C. "iel vapor de*e salir del condensador como líquido saturado a20 '(a# determine el @u+o m$sico del agua de en!riamientorequerido.

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Un intercam*iador de calor de tu*os conc/ntricos conpared delgada# de contra@u+o# se usa para en!riar aceite cp= 2.20 ',-'g = °C de 10 a &0 °C# a una raz%n de 2 'g-s#usando agua cp ?&.18 ',-'g = °C# que entra a 22 °C# a unaraz%n de 1. 'g-s. )etermine la tasa de trans!erencia de caloren el intercam*iador y la temperatura de salida del agua.

"e diseEa una unidad de intercam*iador de calor conagua helada# para en!riar m3-s de aire a 100 '(a y 30°C#hasta 100 '(a y 18°C# usando agua helada a 8 °C. )eterminela temperatura m$7ima del agua a la salida# cuando su tasa de@u+o es 2 'g-s.

n una caldera# que opera en r/gimen estacionario# secalienta agua líquida saturada a una presi%n constante de 2 F(a#a una raz%n de & 'g-s# hasta la temperatura de salida de 20 °C.)etermine la tasa de trans!erencia de calor en la caldera

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Gluye de manera estacionaria aire a 300 H y 100 '(aen un secador de ca*ello que tiene una entrada de tra*a+oel/ctrico de 1 00 ;. )e*ido al tamaEo de la toma de aire# lavelocidad de entrada del aire es desprecia*le. La temperaturay la velocidad del aire a la salida del secador son 80 °C y 21m-s# respectivamente. l proceso de @u+o es tanto a presi%nconstante como adia*$tico. "uponga que el aire tiene caloresespecí4cos constantes evaluados a 300 H. a )etermine el@u+o m$sico del aire al secador# en 'g-s. b )etermine el @u+ovolum/trico del aire a la salida del secador# en m3-s.

9 un tu*o aislado entra vapor de agua a 200 '(a y200 °C# y sale a 10 '(a y 10 °C. La relaci%n de di$metrosde entrada entre salida para ese tu*o es D1-D2 1.80. )eterminelas velocidades de entrada y salida del vapor.