PRIMERA GUIA DE TERMODINÁMICA

PRIMERA GUIA DE TERMODINÁMICA

Problema 1.         Convertir 1000 (cal/min) en (BTU/s)

Problema 2. Convertir 8 (L atm) en (calorías)

Problema 3. Convertir 132 (BTU/(lb mol °F) en (cal/(mol °K)

Problema 4.  A partir del valor de la constante de los gases, R = 0.082 at-l/gmol-K, encontrar su valor en J/gmol-K, Btu/lbmol-R, cal/gmol-ºC, at-m3/kgmol-K.

Problema 5.         Un automóvil que viaja a una velocidad constante de 80 km/h durante 1,1 horas, consume 9,5 litros de gasolina. El contenido de energía de la gasolina es de 44000 kJ/kg y su densidad es de 0,75 g/cm3. La potencia desarrollada en las ruedas del automóvil es 22 kW.

1. Determine la eficiencia térmica del motor, en porcentaje, suponiendo que la combustión libera completamente el contenido de energía del combustible.  R.:27,8%
2. Determine el rendimiento del combustible en km/L y mi/gal. R.: 9,26 km/l, 21,78 millas/gal

Problema 6. La planta de energía de una pequeña industria genera 11600 kg/h de vapor de agua, y produce 3800 kW de energía. La planta consume 1450 kg/h de carbón, que tiene un contenido de energía de 29000 kJ/kg.

1. Determine la eficiencia global de la planta, en porcentaje.  R.: 32,5 %
2. Si la energía adicionada al vapor de agua, a partir de la combustión del carbón dentro de la unidad generadora de vapor es igual a 2950 kJ/kg, ¿Qué fracción de la energía liberada del carbón se agrega al vapor?.  R.: 0,814

Problema 7. Un calentador central casero consume 4,3 L/h de combustible, cuya densidad es 0,88 g/cm3 y cuyo contenido de energía es 46400 kJ/kg. El calentador transfiere 124000 kJ/h de calor. Determine la eficiencia de conversión de energía química a térmica, en porcentaje. R.:70,6%

Problema 8. La aceleración de la gravedad como función de la elevación sobre el nivel del mar, a una latitud de 45° puede expresarse mediante g = 9,807 – 3,32*10-6 Z ,  donde g está dado en m/s2 y Z en metros. Calcule la elevación sobre el nivel del mar, en kilómetros, a la cual el peso de una persona habrá disminuido en : a) 1%, b) 2% y c) 4%.  R.:a) 29,5 Km, b) 59,1 Km c) 118,15 Km

Problema 9. Si la presión barométrica es de 930 mbar, convierta: a) una presión absoluta de 2,3 bar a una lectura manométrica en bar, b) una lectura de 500 mbar de vacío a un valor absoluto en bar, c) 0,70 bar absolutos a milibares de vacío y d) una lectura de 1,3 bar absolutos a un valor manométrico en kPa. R.: a) 1,37 bar, b) 0,43 bar, c) -230 bar

Problema 10.  Una montañista lleva consigo un barómetro, en el cual mide una presión de 950 mbar en la base de la montaña. En el curso de su ascenso efectúa tres mediciones adicionales, que corresponden a a) 904 mbar, b) 864 mbar y c) 785 mbar. Estime la distancia vertical en metros que ha ascendido a partir de la base, suponiendo una densidad promedio de 1,2 kg/m3 para el aire. No considere el afecto de la altura sobre la aceleración de gravedad. R.: a) 391 m, b) 731 m, c) 1403 m

Problema 11. Un cilindro vertical contiene un gas a 0,15 MPa, mediante un émbolo cuya masa total es m. El área de la sección transversal del cilindro es 400 mm2. La presión atmosférica en el exterior del cilindro es 1 bar. Determine el valor de m en kilogramos, utilizando el valor estándar de la aceleración de la gravedad. R.: 2,04 kg

Problema 12. Una lata de refresco a temperatura ambiente se pone dentro del refrigerador para que se enfríe. ¿Podría usted modelar la lata de refresco como un sistema cerrado o un sistema abierto?

Problema 13. Considere el proceso de calentar agua en la parte superior de una parrilla eléctrica. ¿Cuáles son las formas de energía involucradas en este proceso? ¿Cuáles son las transformaciones de energía que suceden?

Problema 14. En un sistema que se encuentra en equilibrio termodinámico, ¿la temperatura y la presión son iguales en todos los lados?

Problema 15. ¿El estado del aire en un cuarto aislado está completamente especificado por la temperatura y la presión?.

Problema 16. El barómetro básico puede utilizarse para medir la altura de un edificio. Si las lecturas barométricas en la parte superior y en la base del edificio son 730 y 755 mm Hg, respectivamente, determine la altura del edificio. Suponga una densidad promedio del aire de 1,18 kg/m3

...