Termodinamica y Transferencia de Calor.

TUNING I (Termodinámica y Transferencia de Calor)

DEBER No. 01

Fecha: Octubre 2014

Resolver los siguientes problemas

[pic 3]

La presión manométrica en el recipiente de aire de la figura es 80 kPa. Calcule la altura diferencial h de la columna de mercurio.

Datos

P1=80kpa=80000pa

hH2O= 30cm=03m

hHg= ?

hAcei=75cm=0.75m

acei(DR)=0.72=720kg/m3[pic 4]

agua=1000kg/m3[pic 5]

Hg(DR)=13.6=13600kg/m3[pic 6]

Resolución:

P1 +ρAGUghAGU – ρHgghHg - ρACEghACE  = Patm

Pman= P1-Patm

Pman + 9.81m/s2 [(0.3 m) (1000 kg/m3) – (h) (13600 kg/m3) – (0.7 m) (720 kg/m3)]

80 000 Pa + 9.81 (300-13600h-504)

80 000- 133416h-2001.24

h= 0.58 m

Un gas está contenido en un dispositivo vertical de cilindro-émbolo entre los que no hay fricción. El émbolo tiene una masa de 3.2 kg y un área de sección transversal de 35 cm2. Un resorte comprimido sobre el émbolo ejerce una fuerza de 150 N. Si la presión atmosférica es de 95 kPa, calcule la presión dentro del cilindro. R147kpa

[pic 7]

Datos:

m= 3.2kg

A= 35= 0.0035[pic 8][pic 9]

F= 150N

Patm= 95kpa=95000Pa

Presión interna = presión externa (el sistema está en equilibrio)

[pic 10]

[pic 11]

0035[pic 12][pic 13]

[pic 14]

Considere una mujer con masa de 70 kg que tiene un área total de pisada de 400 cm2.

Ella quiere caminar en la nieve, pero ésta no puede soportar presiones mayores de 0.5

kPa. Determine el tamaño mínimo de los zapatos de nieve necesarios (área de pisada por zapato) para permitirle caminar sobre la nieve sin hundirse.

Datos:

m= 70kg

A=400=0.04[pic 15][pic 16]

P=0.5kpa=500pa

Área de pisado=?

Desarrollo:

P= [pic 17]

A= [pic 18]

F=m*g

F= 70kg*9.8=686N

A(2pies)= [pic 19]

A(2pies)= 1.372

A= [pic 20]

A’= 0,686

A=[pic 21][pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

r= 0.46 m

Calcule la presión absoluta P1, del manómetro de la figura, en kPa. La presión atmosférica local es 758 mm Hg.

[pic 26]

Datos:

[pic 27]

[pic 28]

Pabs=P1=?

Patm= 758mmHg

1mmHg=0.1333Kpa

        [pic 29][pic 30]

P1=Patm+ VAhA+VBhBP1=101,1 kPa+10 kN/m3(0,05m)+8 kN/m3(0,15m)

P1=101,1kPa+0,5 kN/m2+1,2 kN/m2

P1=101,1 kPa+0,5 kPa+1,2 kPa

P1=102,8 kPa

La presión máxima de inflado para un neumático suele estar escrita en el mismo. En un neumático, la indicación es que la presión máxima es 35 psi (manométrica). Exprese esa presión máxima en kPa.

...