Preguntas Termodinamica

Recopilación de Preguntas - Pruebas

1.         En una habitación presurizada a 152 [Kpa], una cafetera equipada con un elemento de calefacción eléctrico para inmersión hierve agua como muestra la figura. La cafetera contiene 1 [litro] de agua cuando está llena. Una vez que comienza la ebullición, se observa que la mitad del agua se evapora en 25 [min].

Formula 1

[pic 1]

↓ Unidades de medida

[pic 2]

Formula 2

[pic 3]

↓ Unidades de media

[pic 4]

Determine:

1. El calor latente de vaporización del agua en las condiciones dadas.

R: 2226.5 kj/kg

b) La temperatura de saturación en las condiciones dadas. 

R: 111.4 ºC

c) El volumen específico del agua saturada si la habitación estuviera a 101 [Kpa]. 

R: [pic 5][pic 6]

d)         El volumen específico del vapor saturado en las condiciones dadas.

R: [pic 7][pic 8]

e) El proceso planteado corresponde a un principio de funcionamiento de una máquina térmica, identifique cuál es.

Corresponde a una maquina a vapor

f) El tipo de sistema y frontera que representa la cafetera, y justifique (considere como sistema la cafetera)

Sistema=la cafetera, tipo de sistema=abierto cuando se habre la tapa para introducir el liquido, cerrado  cuando se cierra la tapa del hervidor, tipo de limite=permeable o semipermeable

g) La energía total del sistema (considere como sistema la cafetera)

• E=u+e/c+e/p

h) El tipo de transferencia de calor experimenta el agua con el elemento de calefacción

R: Convección  

i)         El tiempo que tarda este calentador en elevar la temperatura de 1 [litro] de agua fría desde 18ºC hasta la temperatura de ebullición.

j)         La potencia nominal del elemento de calefacción eléctrico sumergido en el agua.

k) Considere que inyecta un 30% del agua saturada (en la condición de ebullición) en un recipiente que permite sólo la transferencia de masa. El contenido de este recipiente es agua a 5ºC y su volumen es 0,5 [litros], ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?

2.         Defina la ecuación de estado:

        R: Es la relación entre la presión, la temperatura, y el volumen especifico

3.         Escriba la ecuación de estado a la cual obedece un gas ideal

                R:    [pic 9][pic 10]

4.         Nombre 5 gases que para efectos prácticos se considera un gas ideal

                R: Nitrógeno, oxigeno, hidrogeno, helio, argón.

5.         Determine la masa del aire en una habitación cuyas dimensiones son 4 [m] de largo, 5 [m] de ancho y 2 [m] de alto.

6.         Un cilindro con un émbolo móvil contiene gas a una temperatura de 127ºC, una presión de 30 [kPa] y un volumen de 4 [m³] ¿Cuál será su temperatura final si el gas se comprime a 2,5 [m³] y la presión aumenta a 90 [kPa]?

7.         Para medir la eficiencia de una bomba, nombre las energías que deben considerarse

                        Energía incrementada del fluido

                        Energía mecánica de entrada

8.         Nombre las eficiencias globales de: Motores de automóvil a gasolina, Motores de automóvil a diesel y Centrales eléctrica

• Automóvil de gasolina 25 y 30%
•  Automóvil de diesel 30 y 40%
• Centrales eléctricas 40 y 60%

9.         ¿Cómo se expresa la eficiencia o desempeño?

R: Salida deseada/entrada requerida

10. Calcule la eficiencia de un ventilador que impulsa aire a una velocidad de 12 [m/s], un caudal másico de 0,5 [kg/s] recibiendo una potencia en la flecha de 50

11.         Para producir electricidad, en la base de un gran lago se instalará una turbina hidráulica-generador donde la profundidad del agua es de 50 [m]. El agua se suministrará a una tasa de 5000 [kg/s]. Si la potencia eléctrica generada es de 1862 [kW] y la eficiencia del generador es de 95%, determine:

l) La eficiencia global de la turbina – generador m) La eficiencia mecánica de la turbina y n) La potencia de flecha que la turbina suministra al generador

12.         Identifique: [pic 11]

o) Cada componente del ciclo de una termoeléctrica presentado en la figura p) La salida y entrada de Trabajo q) La salida y entrada de Calor

Bomba=w entrada, caldera=q entrada, turbina= w salida, condensador= q salida

13.         Defina eficiencia térmica (sin fórmula)

                R: es una medida de que tan eficientemente un maquina térmica convierte el calor en trabajo

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