Pregunta teóricas, responder cada una de las preguntas lo más resumido posible pero debe fundamentar (30%)

P1) Pregunta teóricas, responder cada una de las preguntas lo más resumido posible pero debe fundamentar (30%).

1. Señale las similitudes y las bases de los ciclos Otto, Diesel, y Bryton.

Cada uno de los ciclos opera con una idealización de los gases, los que los considera gases ideales y que no poseen diferencia química entre el estado del gas antes y después de la combustión. Por ultimo todos los ciclos son compuestos de 2 procesos adiabáticos y las diferencias están en la forma que se rechaza o ingresa el calor al ciclo. (10%)

1. Si un refrigerador opera en forma similar a un ciclo Rankine, pero es invertida la dirección del flujo de agua, calores y trabajo. Señale como es que opera un refrigerador.

Al invertir un ciclo rankine, los procesos de rechazo de calor (condensador) se convierte en un equipo de absorción de calor, donde el fluido de trabajo queda con un mayor estado energético. Éste, es comprimido (Compresor, ex turbina) para ser enviado a un rechazo de calor a altas temperaturas en este punto, el gas se enfría mediante una expansión (ex caldera) para luego ser recirculado al sistema (bomba) (10%)

1. Defina:

1. Maquina Térmica: Equipo cíclico que opera entre un sumidero y una fuente de calor para generar trabajo
2. Calor y Trabajo: Energias de trancicion que son función de temperatura y fuerzas, respectivamente.
3. Grados de Libertad: Numero de variables necesarias para definir el estado de un sistema.
4. Trabajo de Flujo: trabajo necesario para desplazar el fluido atravez de un sistema (dado por PV)

(10% todo)

P2) Un Cilindro de gas licuado de 20 Kg (de gas licuado) a 40 bar se encuentra completamente lleno de líquido en condiciones de saturación. La válvula de escape se abre hasta que en el estanque queda la mitad en volumen de líquido. Si este proceso se realizó de tal forma que la presión dentro del estanque permaneció constante. Determine los calores y trabajos involucrados y la entropía al final del proceso. Utilizar las tablas de vapor como si fuesen de gas licuado 

Estado Inicial:

A 40 bares:

[pic 1]

[pic 2]

Si son 20 Kg entonces el volumen es 1,2522E-3*20=0,025 m3 Por lo tanto

Estado Final:

El estado es el mismo dado que la presión permaneció constante. Por lo tanto, el volumen de líquido y gas dentro del estanque son:

0,025 m3/2 =0,0125 m3

Las masas son:

Liquido: 0,0125 [m3] /1,2522E-3 [m3/Kg]   y gas 0,0125/0,04978 [m3/Kg]  

Liquido 9,9822 Kg y gas 0,2511 [Kg] = 10,2333 [Kg]

Por lo tanto la calidad es = 0,2511/(0,2511+9,9822) = 0,0245 o 2,45% de vapor

Entonces, la entropía al final del proceso es:

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