Sistemas de Transmisión de Calor (MAQ-451) Guía Examen Final

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA AGRARIA ANTONIO NARRO

Junio/22/2012

Sistemas de Transmisión de Calor (MAQ-451)

Guía Examen Final

M.C. Héctor Uriel Serna Fernández

Nombre: ______________________________________________________ Grupo: 01 Matrícula: __________________

I.- Conteste las siguientes preguntas.

1.- ¿Cuál es la diferencia entre propiedades intensivas y extensivas?

2.- ¿Qué es un proceso de cuasiequilibrio? ¿Cuál es su importancia en ingeniería?

3.- Defina los procesos isotérmico, isóbarico e isocórico.

4.- ¿Qué es un transductor de temperatura?

5.- ¿Bajo que principio opera el termómetro de mercurio?

6.- ¿En que consiste el efecto Seebeck?

7.- ¿Por qué se necesita tener una temperatura de referencia cuando se utilizan termopares?

8.- ¿Cuál es la diferencia ente líquido saturado y líquido comprimido?

9.- ¿Qué es un fluido newtoniano?

10.- ¿Cómo funciona un viscosímetro de balín?

11.- ¿Describa en que consiste la convección forzada y la convección libre o natural?

12.- ¿Qué es un cuerpo negro? ¿En qué difieren los cuerpos reales de un cuerpo negro?

13.- ¿Cuál es la diferencia entre el punto crítico y el punto triple?

14.- ¿Cuál es la diferencia entre aire seco y aire atmosférico?

15.- ¿Cuál es la diferencia entre la humedad específica y la humedad relativa?

II.- Resuelva los siguientes problemas.

1.-Una plancha de 1000 W se deja sobre la mesa de planchado con su base expuesta al aire a 20 °C. El coeficiente de transferencia de calor por convección entre la superficie de la base y el aire de los alrededores es 35 W/m2°C. Si la base tiene una emisividad de 0.6 y un área de la superficie de 0.02 m2, determine la temperatura de la base de la plancha. Respuesta: 674 °C.

2.- El dióxido de carbono contenido en un dispositivo de cilindro-émbolo se comprime de 0.3 a 0.1 m3. Durante el proceso, la presión y el volumen se relacionan mediante , donde a=8 kPa.m6. Calcule el trabajo efectuado sobre el dióxido de carbono durante este proceso. Respuesta: -53.3 kJ.

3.- Complete la siguiente tabla para el refrigerante 134a:

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T (ºF) P (psia) h (Btu/lbm) x Descripción de la fase

_____________________________________________________________

80 78

15 0.6

10 70

180 128.77

110 1.0

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4.- Complete la siguiente tabla para el Agua:

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T (ºC) P (kPa) v (m3/Kg) Descripción de la fase

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125 0.53

1000 líquido saturado

25 750

500 0.130

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5.- Un recipiente de 0.5 m3 contiene 10 kg de refrigerante 134a a –20 ºC. Determine: a) la presión, b) la energía interna total y c) el volumen ocupado por la fase líquida.

Respuestas: a) 132.99 kPa, b) 889.5 kJ, c) 0.00487 m3.

6.- Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 50 L de agua líquida a 25 ºC y 300 kPa. Se transfiere calor al agua a presión constante hasta que todo el líquido se evapora.

a) ¿Cuál es la masa del agua?

b) ¿Cuál es la temperatura final?

c) Determine el cambio en la entalpía.

d) Muestre el proceso en un diagrama T-v respecto de las líneas de saturación.

Respuestas: a) 49.85 kg, b) 133.55 ºC, c) 130627 kJ.

7.- Un dispositivo de cilindro-émbolo sin fricción contiene, inicialmente, 200 L de refrigerante 134a líquido saturado. El émbolo tiene libertad para moverse y su masa es tal que mantiene una presión de 800 kPa sobre el refrigerante. Luego, el refrigerante se calienta hasta 50 ºC. Calcule el trabajo realizado durante este proceso. Respuesta: 5227 kJ.

8.- Una masa de 2.4 kg de aire a 150 kPa y 12 ºC está contenida en un dispositivo hermético de gas de cilindro-émbolo sin fricción. Después el aire se comprime hasta una presión final de 600 kPa. Durante el proceso se transfiere calor desde el aire para que la temperatura en el interior del cilindro se mantenga constante. Calcule el trabajo realizado durante este proceso. Respuesta: 272 kJ.

9.- Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 50 Kg de agua a 150 kPa y 25 ºC. El

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