TALLER EN CASA TERMODINAMICA

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO

TALLER EN CASA No. 1

TERMODINAMICA

SEBASTIAN MONTOYA CALDAS
JUAN DAVID TORO PATIÑO

BOGOTÁ D.C. 14/02/2017

EJERCICIO 1:

Un río corre hacia un lago con una velocidad promedio de 3 m/s, con un flujo de 500 m3/s, por un lugar a 90 m por encima de la superficie del lago. Calcule la energía total del río por unidad de masa la potencia que puede generar todo el río en ese lugar.

SOLUCION:[pic 1]

Formulas necesarias:

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

Unidad de masa   [pic 6]

[pic 7]

Potencia del rio      [pic 8]

Respuesta                [pic 9]

EJERCICIO 2:

Un dispositivo cilindro – émbolo contiene 0.85 kg de R134 a -10 oC. El émbolo tiene movimiento libre, sin fricción, una masa de 12 kg y un diámetro de 250 mm.  La presión atmosférica local es de 88 kPa. Se transfiere calor al refrigerante hasta que su temperatura aumenta hasta 15 oC. Determine la presión final, el cambio de volumen del cilindro y el cambio neto de entalpía del refrigerante.

[pic 10]

Formulas necesarias:

[pic 11]

[pic 12]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

    Presión:                              [pic 13][pic 14]

[pic 15]

Interpolación del volumen: [pic 16]

[pic 17]

Interpolación de la entalpia:      [pic 18]

[pic 19]

Volumen a 10 grados C: [pic 20][pic 21]

[pic 22]

Entalpia 10 grados C:[pic 23][pic 24]

[pic 25]

Volumen a 15 grados C:

[pic 26]

[pic 27]

Entalpia 15 grados C:[pic 28][pic 29]

[pic 30]

Volumen a 20 grados C:

[pic 31]

[pic 32]

Entalpia 20 grados C:[pic 33][pic 34]

[pic 35]

Cambio de volumen:

[pic 36]

[pic 37]

Entalpia:

[pic 38]

[pic 39]

EJERCICIO 3:

Determine la potencia necesaria para que un automóvil de 2000 kg  suba por un camino ascendente de 100 m de longitud y pendiente de 30o en 10 s. a) a velocidad constante; b) desde el reposo  hasta una velocidad final de 30 m/s: c) de 35 m/s a una velocidad final de 5 m/s.  Ignore la fricción y la resistencia del aire.

[pic 40]

Formulas necesarias: [pic 41][pic 42]

[pic 43]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

1. =9800[pic 44]

Potencia: [pic 45][pic 46]

[pic 47]

1.                 [pic 48]

[pic 49]

Potencia: [pic 50][pic 51]

[pic 52]

1.                         [pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

Potencia:  [pic 56][pic 57]

[pic 58]

EJERCICIO 4:

Un dispositivo cilindro émbolo sin fricción contiene inicialmente agua como mezcla a 200 kPa y un volumen total de 0.233 m3. El émbolo descansa sobre unos topes y no se mueve hasta que la presión interna sea de 1 MPa. Se le transfiere calor al agua a una tasa constante de 250 kJ/min y cuando el émbolo comienza a moverse se sabe que el agua está como vapor saturado. Determinar (a) la masa inicial de líquido, (b) el calor suministrado hasta que el émbolo comienza a moverse y (c) el tiempo en segundos hasta que el émbolo comienza a moverse.

Formulas necesarias:

[pic 59]

[pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

Masa:                                 [pic 63]

Calidad:                               [pic 64]

Energía:                          [pic 65]

Cambio de energía:        [pic 66]

Tiempo:                          [pic 67]

[pic 68]

EJERCICIO 5:

Completar la tabla de propiedades el agua indicando completamente el análisis realizado

[pic 69]

Formulas necesarias:

[pic 70]

[pic 71]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

1.                                              [pic 72]

[pic 73]

[pic 74]

[pic 75]

1.                                                    [pic 76]

[pic 77]

[pic 78]

[pic 79]

[pic 80]

1.                                      [pic 81]

[pic 82]

[pic 83]

EJERCICIO 6:

Un recipiente rígido contiene vapor de agua a 1.5 MPa y una temperatura desconocida.  Cuando el vapor se enfría hasta 180o C, éste comienza a condensarse. Estímese (a) la temperatura inicial en grados Celsius y (b) la variación de energía interna  en kJ/kg.  Presentar el diagrama Pv del proceso.

Datos iniciales:

[pic 84]

[pic 85]

[pic 86]

Reemplazando los valores del ejercicio en las formulas:

1. Por el proceso de interpolación:    [pic 87]
2. [pic 88]

EJERCICIO 7:

Una masa de refrigerante R134a experimenta un proceso isotérmico a 40o C. La presión inicial es 4 bar y el volumen específico final es de 0.010 m3/kg. Determinar la variación de entalpía específica. Presente el diagrama Pv del proceso.

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