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8/10/2019 Examenes Resueltos de Termodinamica 1

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

CURSO: Termodinamica I

TEMA: Solucion de los examenes de semestre 2013-2

DOCENTE: Ing. Fredy Taipe Pardo

INTEGRANTES:

TAIPE FLORES, Yuber

VELASQUE FLORES, Betzabe OBREGON YUPANQUI, Mirian Estefani

VIVANCO BULEJE, Eber Alejo

ALCARRAZ HUAMAN, Alexander

FECHA DE ENTREGA: 18 de diciembre de 2013


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PRIMERA PRCTICA DE TERMIDINAMICA I

1. Determinar el calor que hay que suministrar para convertir un gramo de

hielo a -20C en vapor a 100C. Los datos son los siguientes: Calor

especifico del hielo Cp hielo=2,090 J/(Kg K), calor de fusin del hielo

h

fusin=334.10 J/kg, calor especifico del agua h evaporizacin=2,260 J/Kg.

Datos:

Hallamos el Qs

( )

*

Hallamos QL

100C

-20C

T

QL

Qs

QL

Q

Qs

Q4Q3Q2Q1

Qs

QL

0C


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Hallamos Qs2 ( ) ( )

Hallamos QL2 2. Complete el cuadro si g=32.1 ft/sec2y el volumen es 10m3.

a) Para un volumen especifico

Despejamos la masa

Reemplazamos la masa y hallamos densidad

Reemplazamos la densidad y hallamos el peso especfico


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Reemplazamos la masa y la gravedad y hallamos el trabajo

*b) Para una densidad

Despejamos la masa

Reemplazamos la masa y hallamos el volumen especfico

Hallando el peso especifico

Hallando el trabajo

*c) Para un peso especifico

Hallamos la densidad

Hallando la masa teniendo como dato la densidad

Hallando el volumen especifico teniendo como dato la masa

Hallando el trabajo

*


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d) Para un masa Hallando el volumen especifico

Hallando la densidad


Hallando el trabajo

*e) Para un trabajo

Hallando el trabajo

Hallando el volumen especifico



Completando el cuadro

v(m /kg) (kg/m ) (N/m ) m(kg) w(N)


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A 20 0.05 0.4874 0.5 4.874

B 0.5 2 19.496 20 194.96

C 2.43 0.4103 4 4.103 39.99

D 0.1 10 97.48 100 974.8

E 0.9748 1.02585 9.999 10.2585 100

3. La fuerza de atraccin entre dos masas m1 y m2 que tienen dimensiones

pequeas comparadas con su distancia de separacin R, est dada por la

tercera ley de Newton, F=Km1m2/R2donde K=6,67*104Nm2/kg2Cul es la

fuerza gravitacional que el sol (1.97*1030kg) y la tierra (5.95*1024kg), la luna

(7.37*1022kg) en un instante cuando la tierra, la luna y el sol forman un

ngulo de 90? Las distancias entre la tierra y la luna y el sol y la luna son

de 380*103km y 150*106km, respectivamente.

R=?

F= Km1m2/R

2

K=6,67*104Nm2/kg2

msol = 1.97*1030kg

mtierra = 5.95*1024kg

mluna = 7.37*1022kg

150*10 km6

380*10 km3

Sol

Tierra

Luna

R


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Hallando la distancia R

{

}

4. El vapor de agua sobrecalentado a 180 psi y 500F se deja enfriar en un

volumen constante hasta que la temperatura desciende a 250F. En este

estado final, determine: la calidad y la entalpia. As mismo, muestre el

proceso en un diagrama T-v con respecto a las lneas de saturacin.

Solucin:

Diagrama T-v

Datos

T

vf1 vf2 vg1 vg2

500C

250C


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Solucin: Se puede obtener los siguientes datos

Reemplazamos los volmenes para obtener calidad.

Hallamos h con la calidad que se ha obtenido

5. Un recipiente rgido cerrado con un volumen de 0.5m3, se calienta con una

placa elctrica. Inicialmente el recipiente contiene agua como una mezcla

bifsica de lquido saturado y vapor saturado a 1 bar. Representar los

estados inicial y final en un diagrama T-v y determinar:

La temperatura en C para cada estado.

La masa de vapor presente en cada estado en kg.

La presin del recipiente si este sigue calentando hasta que solo

contenga vapor saturado.

Diagrama T-v


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Datos

Hallamos mg

Interpolamos para obtener temperatura

T

vf1 vf2 vg2 vg1

1.5 bar

1 bar


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Interpolamos para obtener vf

Interpolamos para obtener vg

Para el volumen reemplazamos datos interpolados.

( )

Hallamos la calidad


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Hallamos mg

Para la presin

No hay vf,entonces se elimina y hallamos v

( ) ( )

Ahora hallamos la presin


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PRIMER EXAMEN PARCIAL DE TERMODINMICA I

1. Determine la obtencin de la humedad Y a partir de una de las

propiedades termodinmicas especficas.

2. Represente los diagramas T-v y P-T, considerando las partes y regiones

principales.

Diagrama T-v

T

v

linea de presin contante

regin de vapor sobrecalentad

vaporsaturado

liquidosaturado

regin saturada

liquido-vaporre

gi

nl

iquid

oc

omprimid

o

punto critico

vf v


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Diagrama P-T

3. Cules son las propiedades de las sustancias puras.

Lquido comprimido o sub enfriado: est en un estado lquido y no

est a punto de evaporarse sino que le falta una adicin de calor

para hacerlo. Cuando se refiere a lquido comprimido se entiende

que esta como lquido a una presin mayor que la presin desaturacin o a una temperatura determinada y cuando se refiera a

lquido sub enfriado se refiere a que se encuentra con una

temperatura menor a la temperatura de roturacin.

Liquido saturado: es cuando el lquido est a punto de evaporarse,

pero no presenta nada de vapor solamente esta como lquido.

Mezcla liquido-vapor: es cuando ya se tiene lquido ms vapor dentro

de un sistema y para este caso de lquido ms vapor existe unacalidad.

Vapor saturado: es un vapor que est a punto de condensarse, solo

se encuentra como vapor aunque est a punto de condensarse no

solo hace porque necesita retirar el calor o aumentar la presin para

que se condense.

P

punto triple

vapo

rizaci

nfusi

n

fusin

susta

ncias

quese

contra

en

alco

ngela

rse

sustancias que se

expandan al congelarse

punto critic

vapor

solido

liqui

do


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Vapor sobre calentado: es el vapor que est a una temperatura ms

alta que la temperatura de vapor saturado por lo cual todo el sistema

est como vapor

4. Usted que entiende por las propiedades intensiva, extensivas y especficas,

de 3 ejemplos de cada uno de ellos

Propiedades intensivas: son aquellos que no dependen de la

cantidad de sustancia o del tamao de un cuerpo. La temperatura, la

presin, velocidad, densidad, viscosidad, olor, color y sabor

Propiedades extensivas: son los que dependen de la cantidad de

sustancia del sistema y son recprocamente equivalentes a las

intensivas. Una propiedad extensiva depende por el tamao por que

el sistema tendr una masa. Peso, volumen, longitud Propiedades especficas: son las propiedades extensivas que se

dividen por la masa. En general las propiedades especficas son

aquellas que lleva el nombre de una propiedad y termina con

especifico. Volumen especifico, peso especfico.

5. Falso o verdadero

a) (V) las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la

masa del sistema.

b) ( F ) en general el volumen especifico del punto triple es menor que el

volumen especifico del pinto critico

c) (V) a cierta presin, la temperatura a la cual una sustancia pura cambia

de fase se le llama presin de saturacin.

d) (F) un sistema en equilibrio termodinmico cuando se observa cambios

en sus propiedades termodinmicas a lo largo del tiempo.

e) (V) al congelar un refresco, este no cambia en su composicin qumica.

f) (V) la cantidad de energa absorbida o generada durante un proceso de

cambio de fase se denomina calor latente.

g) (F) el proceso isotrmico es un proceso donde la masa se mantiene

constantes.


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h) (V) Un volumen de control es el volumen hacia o desde el cual fluye una

sustancia.

6. Dos tanques estn conectados como lo indica la figura, ambos contienen

agua. El tanque A tiene un volumen de 1 m 3el agua est a 200KPa con un

volumen especifico de 0.5 m3/kg. El tanque B contiene 3.5 kg de agua a

0.5MPa y 400C. Se abre la vlvula y todo el sistema alcanza un estado en

equilibrio. Calcular el volumen especfico final.

a)

b)

Para A

Para B

Presin

A

Bsup. vapor


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Hallamos el volumen

Smanos A+B

Hallamos el volumen total

7. Vapor de agua a las condiciones iniciales de 5.2 bar y 315 C es sometido a

un proceso isotrmico hasta reducir su volumen a 1/26 de inicial. Calcular

Qu porcentaje de masa total se habr condensado? Interpolacin a presin de 0.6 MPa y temperatura de 315C


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Para la presin

A 0.40 MPa

Hallando el volumen Temperatura

Hallamos la calidad


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8. Un tanque rgido de, 1.8 m3contiene agua a 220C, un tercio del volumen

est en la fase liquida y el resto en forma de vapor. Determinar la presin

en el tanque, la calidad y la densidad de la mezcla saturada.



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SEGUNDA EXAMEN PRACTICO DE TERMODINMICA I

1. Un motor de automvil consume combustible a razn 28l/h entrega a las

ruedas una potencia de 60kW. Si el combustible tiene un poder calorfico de

44000 kJ/kg y una densidad de 0.8 g/, determine la eficiencia del motor.Solucin:

Hallando la eficiencia

*

MOTOR


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2. Un acondicionador de aire completamente reversible de 36000 Btu/h de

enfriamiento para un espacio que se mantiene a 70 F mientras rechaza

calor al aire ambiente a 110 F. Calcule la taza a la que cambian de los dos

depsitos, y verifique que este acondicionador de aire satisface el principio

de incremento de entropa.

* *

3. Un motor de ignicin por chispa tiene una relacin de comprensin de 8,

una eficiencia isentropica de comprensin de 85% y una eficiencia

isentropica de expansin de 95%. Al principio de la comprensin, el aire en

el cilindro esta a 13 psia y 60 F. La temperatura mxima se encuentra por

medicin que es 2300 F. Determine el calor suministrado por unidad de

masa, la eficiencia trmica y la presin media efectiva de este motor se

modela con el ciclo Otto.


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a) Hallar:

Hallando

Hallando usando relacin de comprensin

Hallando usando proceso isentropico

* => Hallando


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Hallando segn el grafico

a) Hallando la relacin de admisin

b) Hallando el rechazo de calor: Por el proceso isentropico y sabiendo que del grafico. *

=>


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c) Hallando la eficiencia

d) Hallando PME

4. Un ciclo diesel de aire estndar tiene una relacin de comprensin de 18.2

el aire esta a 80 F y 14.7 psia al inicio del proceso de comprensin y a

3000 R al final del proceso de adicin de calor. Tomando en cuenta las

variaciones de calores especficos con la temperatura, determine:

a) La relacin de cierre de admisin, .b) El rechazo de calor por unidad de masa.

c) La eficiencia trmica.


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Por:

Sabiendo que: =>


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Ahora hallamos por proceso isentropico 1-2 *

*

Por el proceso isentropico 3-4 hallamos . Sabiendo que y

*

Despejando

*

Ahora hallamos con: *Despejamos Por

Hallamos


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a) Ahora hallamos

b)

c)

5. Un ciclo simple de Brayton que usa aire como fluido de trabajo tiene una

relacin de presiones de 8g.

6. Ciclo de Rankine: Una planta termoelctrica ha sido diseado para operar

entre las presiones de 20000Pa y 2000kPa con una temperatura mxima de


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693K. Determine la mxima eficiencia posible del ciclo de potencia usando

las tablas de vapor.

Ahora a 2MPa y 420 h S

400 3247,6 7,1271420 x x

500 3467,6 7,4317


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Sabiendo que:

Sabiendo que:

Sabiendo que:

Ahora reemplazamos en las ecuaciones:


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Ahora hallamos


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SEGUNDA EXAMEN PARCIAL DE TERMODINMICA I

1

a) DEFINA :

ENTROPIA: Es la degradacin de la energa o tambin es una

propiedad intensiva de las sustancias puras del sistema. tambin nos

permite determinar la direccin de un cambio natural, es la medida

de la dispersin catica de la energa.

CAMBIOS DE ENTROPIA: los cambios de entropa para un gas

ideal, es independiente del proceso empleado en ir de un estado a

otro.

MAQUINAS TERMICAS: Una maquina trmica es un dispositivo de

funcionamiento cclico mediante el que se obtiene trabajo mecnico

a partir del calor absorbido y cedido por parte del sistema activo de la

maquina en las diferentes etapas.

BONBAS DE CALOR: tiene como objetivo transferir calor a un

cuerpo

REFRIGERADOR: cuando el objetivo del dispositivo es transferir

calor desde un cuerpo.

b) Elabore los diagramas p-v para los ciclos de Otto, Diesel, Braytron, y

explique, usted la similitud o diferencia que existe entre estos ciclos y

demuestre como se determina la eficiencia de estos ciclos.

Ciclo de Otto


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Datos:

los procesos de transferencia de calor de acuerdo al grafico P-V ocurren durante

procesos a volumen constante:

remplazando las ecuaciones (2) y (3) en (1)

tomamos en consideracin los procesos isentropicos 2 a 1 y 3 a 4.

Ahora del grafico p-v se tiene que:


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; Igualando la ec.5 y 6 tenemos:

Reemplazando (7) en (4):

r=

1-

CICLO DE DIESEL

= =1 - . (1)


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Para procesos a P= cte. y V= cte.

*Cp (

-

)

*Cv (-)Reemplazando en (1):

k=

La ecuacin N 2 se debe de escribir en trminos de relacin de compresin de r yla relacin de corte (es la relacin entre los volmenes) desde el punto muertesuperior y el final de combustin, es decir


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CICLO BRAYTON

* Cp (-) * Cp (-)= .(1)Utilizando las relaciones isentropicas:

* *


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*

C) Una mquina de Carnot utiliza procesos reversibles para formar su ciclo de

operacin, usando un gas ideal como sustancia de trabajo, est compuesto de

cuatro procesos reversibles, Cules son esos procesos y explique cada uno

de ellos?, la transferencia a de calor para cada uno de los cuatro procesos es;

y a partir de estos cuatro procesos demuestre la eficiencia de Carnot?

El

ciclo


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asociado con la mquina de Carnot que se ha mostrado en la figura est

compuesto por cuatro procesos reversibles:

1: 2.- Expansin isotrmica: es donde se transfiere calor en forma reversible del

depsito de alta temperatura a la temperatura constante TH, el pistn en el cilindrose saca y el volumen aumenta.

2:3.- Expansin adiabtica: en este caso el cilindro est aislado por completo de

modo que no ocurre transferencia de calor durante este proceso reversible, el

pistn contina siendo sacado, por tanto el volumen sigue aumentando.

3:4.- Compresin isotrmica: es donde se transfiere calor en forma reversible al

depsito de baja temperatura a la temperatura constante TL, el pisto comprime la

sustancia de trabajo con el volumen reducindose.

4:1.- Compresin adiabtica: es cuando el cilindro completamente aislado no

permite transferencia de calor durante el proceso reversible. El pistn contina

comprimiendo la sustancia de trabajo hasta que se alcanza el volumen,

temperatura y presin, originales con el cual se completa el ciclo.

EFICIENCIA TERMICA DELSICLO DE CARNOT

La eficiencia trmica de una maquina de carnot o simplemente eficiencia se

definen como la razn entre el trabajo neto realizado y el calor absorbido durante

el ciclo:

12:


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23: 34: 41:

En los procesos adiabticos reversibles 23 y 41 las ecuaciones que

representan a estos son:

23:

41:


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2. La relacin de compresin de un ciclo de Otto de aire estndar es 9.5.antes del

proceso de compresin isentropica, el aire est a 100kpa, 35c y 600cm3

. Latemperatura al final del proceso de expansin isentropica es de 800k. Usando

valores de calores especficos a temperatura ambiente. Represente el ciclo y

determine:

La temperatura y presin mximas que ocurren durante el ciclo

La cantidad de calor transferido al fluido de trabajo en kj

La eficiencia trmica

La presin media efectiva

Datos r= 9/5

p1 =100kpa

t1 =35c

v1= 600cm3

t4 =800 k

Con la ecuacin: pv = mRT: hallamos masa:

Con la relacin hallamos:


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Ahora podemos hallar los volmenes especficos:

Por proceso isotrpico 1-2: Sabiendo que:

Por proceso isotrpico 3-4 Ahora hallamos

Ahora hallamos la cantidad de calor trasferido:

*

Ahora hallamos trabajo neto:

Ahora hallamos eficiencia: Ahora hallamos:


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3. ciclo Diesel: un motor de ignicin por compresin utiliza como fluido de trabajo

el propano, el cual tiene una relacin de compresin de 18 y una relacin de corte

de admisin de 2. Al principio del proceso el fluido de trabajo est a 14.7 psia,

504.11Ky 117 pulg3. Determine:

a) La temperatura y presin del propano al final de cada proceso.

b) La salida de trabajo neto.

c) La eficiencia trmica.

d) La presin media efectiva.

Solucin:

Datos:

Determinando la temperatura y presin del propano al final de cada proceso

En el estado 1: En el estado 2:

Como tenemos como dato


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y tambin tenemos

Entonces la T2se obtiene del proceso isentrpico 1-2

Y la presin P2se obtiene teniendo en cuenta (P3= P2)

En el estado 3

Y la temperatura 3() Dnde:


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* Y la masa se puede calcular a partir de:

Entonces:

En el estado 4 tenemos:

Para (De la grfica)Del proceso isentrpico 3-4:


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Para

Calculando la salida del trabajo neto

Dnde:

Entonces:


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Calculando la eficiencia trmica

Calculando la presin media efectiva

4. una central elctrica de turbina de gas que opera en un ciclo de Brayton ideal

tiene una relacin de presin de 8. La temperatura del gas es de 300K en la

entrada del compresor y de 1300k en la entrada de la turbina. Utilice las

suposiciones de aire estndar y determine:

La temperatura del gas a la salida del compresor y de la turbina.

La eficiencia trmica. La relacin de trabajo preparativo.

Solucin:


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Calculando la temperatura del gas a la salida del compresor (T2) y de la turbina

(T4)

Para T2

Tenemos como dato que Del proceso isentropico 1-2

Para T4

Del proceso isentropico 3-4 y como:

Tenemos:


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Calculando la eficiencia trmica del ciclo

Calculando relacin de trabajo preparativo

Recuperacin del segundo examen de termodinmica I

1. Una mquina de Carnot que opera con aire acepta 50 KJ/Kg de calor y

rechaza 20 KJ/Kg. Calcule las temperaturas alta y baja del depsito si elmximo volumen especfico en 10 m3/ Kg y la presin despus de la

expansin isotrpica es de 200 kPa.

Para resolver los ejercicios de ciclos siempre es necesario graficar.

Solucin:


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Para encontrar temperatura alta

Sabemos que:

Del proceso adiabtico 2-3

En el estado 2 sabemos que:

Para encontrar la temperatura baja

Como tenemos la ecuacin:


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2. Una planta termoelctrica debe operar en un ciclo ideal de Rankine con el

vapor recalentado que sale de la caldera a 4 MPa y 500 C. calcule la

eficiencia trmica y la calidad a la salida de la turbina si la presin del

condensador es:

a) 20 kPa

b) 4kPa

Solucin:

a) Eficiencia y calidad (X4) a una presin menor de 20 kPa

Calculando la calidad (X4) a la salida de la turbina

En el estado 1(liquido saturado)

A una presin de 0.02 MPa tenemos:

Como el estado 1 es lquido saturado la calidad es 0 por lo cual se tiene: Para volumen especifico


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Para entalpia especifica

En el estado 2(liquido comprimido)

Sabemos que la ecuacin del trabajo de la bomba es:

Tambin la ecuacin del trabajo de la bomba es:

En el estado 3(vapor sobrecalentado)

Tenemos y , de la cual de la tabla de vapor saturadotenemos:

En el estado 4(mezcla liquido-vapor)

De la grfica tenemos:


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A una presin de tenemos los valores:

Por lo cual la calidad en el estado 4 ser:

Como en el estado 4 la entropa del estado 3 es igual a la entropa del estado

4(como se observa en el grfico)

Calculando la eficiencia del ciclo

Sabemos que en el estado 4:

Por lo cual la eficiencia ser:

b) Eficiencia y calidad (X4) a una presin menor de 4 kPa


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Calculando la calidad (X4) a la salida de la turbina

En el estado 1(liquido saturado)

A una presin de 0.004 MPa tenemos:

Como el estado 1 es lquido saturado la calidad es 0 por lo cual se tiene:

Para volumen especifico

Para entalpia especifica

En el estado 2(liquido comprimido)

Sabemos que la ecuacin del trabajo de la bomba es:

Tambin la ecuacin del trabajo de la bomba es:


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En el estado 3(vapor sobrecalentado)

Tenemos

y

, de la cual de la tabla de vapor saturado

tenemos:

En el estado 4(mezcla liquido-vapor)

De la grfica tenemos:

A una presin de tenemos los valores:

Por lo cual la calidad en el estado 4 ser:

En el estado 4 la entropa del estado 3 es igual a la entropa del estado 4(como se

observa en el grfico)


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Calculando la eficiencia del ciclo

Sabemos que en el estado 4:

Por lo cual la eficiencia ser:

3. Una temperatura mxima de 1700C es posible en un ciclo de Otto en el

que entra aire en el proceso de compresin de 85 kPa y 40C. determine.

La adicin de calor.

La mxima eficiencia trmica posible y compare con la del ciclo de

Carnot.

La presin media efectiva, si la relacin de compresin es 6.

Solucin:

Calculando la edicin de calor ()Convirtiendo las temperaturas a grados kelvin:


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Como dato tenemos la relacin de compresin igual a 6 entonces:

Del proceso isotrpico 1-2 tenemos:

Por lo cual la adicione de calor ser igual:

Comparando la eficiencia de Otto con la eficiencia de Carnot

Sabemos que la eficiencia de Otto es:

Sabemos que la eficiencia de Carnot es:


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En conclusin se puede afirmar que el ciclo Otto es menos eficiente que el ciclo de

Carnot


Sabemos que:

Donde el trabajo neto es:

Por lo cual:

4. Un motor Diesel est diseada para operar con una relacin de compresin

de 16 yaire que entra en la carrera de compresin a 110 kPa y 20 C. si la energa

agregada durante la combustin es de 1800 KJ/Kg . determine:

La relacin de corte.

La eficiencia trmica.

La presin media efectiva.

Solucin:


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Para encontrar la relacin de corte

Sabemos que: En el estado 1 tenemos:

Y como la relacin de compresin es:

Del proceso isotrpico 1-2 tenemos:



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Del grafico sabemos que:

Tambin se tiene que:


Por lo cual la relacin de corte ser:


Sabemos que la eficiencia de diesel es:


59/72


Tenemos:

Donde el trabajo neto:

Donde el trabajo neto es:

Por lo cual:

5. Ciclo de Brayton: 4. 536 kg/s de aire entra en el compresor de una turbina de

gas a 101.356 kPa y 90F. si la relacin de presin es 6 y la temperatura

mxima es de 1500F. determine. La eficiencia trmica.

La salida de potencia.

La relacin de trabajo preparativo.

Solucin:


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Sabemos que:

Tenemos como dato como: Calculando la salida de potencia

Tenemos la ecuacin:

Dnde:

La se calcula a partir de la ecuacin que se da del estado 1Convirtiendo temperatura:

=305.3722K

=1088.7055K


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Del proceso isotrpico 1-2

Por lo cual:

Entonces para calcular la salida de potencia:

Entonces la salida de potencia ser:


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Calculando la relacin de trabajo preparativo

Para calcular la temperatura en el estado 4 tenemos la ecuacin:

Entonces:


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TERCER EXAMEN PARCIAL DE TERMODINMICA I

1. TEORIA:

a) Volumen de control en la termodinmica.

Llamado tambin sistema abierto que intercambia energa y masa con sus

alrededores, es una regin elegida aproximadamente en el espacio.

Generalmente encierra un dispositivo que tiene que ver con flujo msico

como un compresor turbina y tobera.Tanto la masa como el volumen de control pueden cruzar la frontera.

b) Diferencia de la capacidad calorfica para slidos y gases.

Los conceptos aplicados a la capacidad calorfica de mezclas slidas son

los mismos para las mezclas gaseosas, cuando sus calores de dilucin son

cero. Esto se cumple cuando el comportamiento de los gases es ideal o

cuando los gases reales se encuentran a altas temperaturas y presiones

bajas, donde este valor es despreciable.

c) Combustin en la agroindustria.

La combustin se utiliza en el funcionamiento de mquinas como en los

hornos, marmita, etc.

d) Demuestre la ecuacin general de la energa.


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Dado que la energa de un fluido en movimiento por unidad de masa es

e) 1ra ley de la termodinmica.

Es una de las leyes fundamentales en la termodinmica. Conocida tambin

como principio de conservacin de la energa. Establece que la energa no

se puede crear ni se destruir durante un proceso, solo cambia de formas.

2. FALSO O VERDADERO?

(F) a) El calor especfico es la energa necesaria para variar la presin de

una unidad de masa del cuerpo en una unidad de la temperatura.


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(F) b) La combustin comprende la quema de un combustible con

nitrgeno o una sustancia que contenga hidrogeno como lo es el agua.

(F) c) La termodinmica es la parte de la matemtica en que se estudia las

relaciones entre calor y las restantes formas de la energa.

(F) d) El calor que fluye debido a la variacin de la densidad de aire se

denomina conduccin. La conduccin puede ser natural o forzada.

(F) e) Clauss dice que es imposible construir un dispositivo que funcione en

un ciclo cuyo nico efecto sea producir la transferencia de masa de un

cuerpo ms frio a otro cuerpo de temperatura ms alta.

(V) f) La segunda ley de la termodinmica que los procesos sufren en cierta

direccin que la energa tiene una calidad as como una cantidad.

(V) g) Por lo general la energa interna consiste en la suma de las energaspotencial y cintica de las molculas de gas que se realizan trabajo.

(F) h) El calor est definido como la forma de la energa que se transfiere

entre 2 sistemas debido a una diferencia en entalpa y entropa.

(V) i) Los volmenes de control son sistemas termodinmicos con la

propiedad aadida que se admite la posibilidad de entrada y salida de calor

y trabajo.

(V) j) Un equipo de estrangulamiento comprende un proceso isotrpico de

flujo estacionario que produce una cada de presin sin cambios

importantes en energa potencial ni energa cintica.

3. Se desea mezclar 3.5kg/min de vapor a 1.85 bar y 215C con 0,025 kg/s de

lquido saturado a 1.85 bar mantenindose la mezcla a la misma presin

determinar la entalpia y el volumen total de la mezcla resultante y el proceso

es adiabtico.

DATOS:

A CONDICIONES DE VAPOR (PUNTO 1):


66/72

A CONDICIONES DE LQUIDO SATURADO (PUNTO 2):

HALLANDO LA ENTALPIA EN EL PUNTO 1.

SE INTERPOLARA A PRESIONDE y a una temperatura de


67/72


68/72

4.Se utiliza agua en un intercambiador de calor para enfriar 0,45 lb/s de airedesde 673K a 200C el agua ingreso al intercambiador a 290K y sale de

esta 310K determine el mnimo gasto de agua y cantidad de calor

transferido al agua en cada segundo.

DATOS:

CONDICIONES DE AIRE.

CONDICIONES DE AGUA.


69/72

5. Entra aire a una turbina a 600kpa a 100C por un tubo de 100mm de

dimetro a una rapidez de 100m/s. El aire sale a 140kpa y -20C por un tubo

de 400mm de dimetro. Calcule la salida de potencia despreciando la

trasferencia de calor.

DATOS:

PARA EL PUNTO DE ENTRADA (PUNTO 1):


70/72

PARA EL PUNTO DE SALIDA (PUNTO 2):


71/72


72/72

*