Licenciatura en seguridad e higiene

UNIVERSIDAD DE MORÓN – HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO TERMODINÁMICA-2011

TP 5A - SOLUCIÓN

1.- Ponga los datos faltantes para cada uno de los siguientes procesos de un sistema cerrado entrelos estados 1 y 2 (Todo está en KJ).

Q W U1 U2 DU
a) 50 -20 -20 50 70
b) 50 20 20 50 30
c) -40 -60 40 60 20
d) -90 -90 -50 50 0

2.- Una masa de 30 kg de aire en un dispositivocilindro-embolo, se calienta de 15ºC a 70ºC al pasar una corriente por un calefactor eléctrico. La presión se mantiene constante en 4 bar durante el proceso y ocurre una perdida de calor de 20 KJ.
Calcular laenergía eléctrica suministrada en KWh.

m = 30Kg Rp = 0,287 Kj/Kg.K
T1 = 15 ºC = 288K Cv = 0,72 Kj/Kg.K
T2 = 70 ºC = 343K
P =4 bar = 400KPa
Q12 = - 20Kj

Volumen para el estado inicial:

P * V = m * Rp * T
V1 = m * Rp * T
P

V1 = 30 kg * 0,287 kj/kg.K * 288 K
400KPa

V1 = 6,20 m3

Volumen para el estado final:

P * V = m * Rp * T

V2 = m * Rp * T
P

V2 = 30 kg * 0,287 kj/kg.K * 343 K
400 KPa

V2 = 7,38 m3





W12= P * (V2 - V1)W12= 400 KPa * (7,38 m3 – 6,20 m3)

W12= 472 Kj (trabajo de expansión)


Q12 = (U2 – U1 ) + W12(Exp)+ W12(Elc)

U2 - U1 = m * Cv * ( T2 - T1)

Q12 =(m * Cv * ( T2 - T1)) + W12(Exp)+ W12(Elc)

Q12 = (30 Kg * 0,72 Kj/Kg.K * 55 K) + 472 Kj + W12(Elc)

Q12 = 1.660 Kj + W12(Elc)

W12(Elc) = - 1.660 Kj + (- 20 Kj)

W12(Elc) = - 1.680 KjW12(Elc) = - 1.680Kj . 1 h
3600s

W12= 0,466 Kwh

3.- Un tanque de 0,3 m3 contiene oxigeno a 100 KPa y 27ºC. Una hélice dentro del tanque gira hasta que la presióninterior llega a 150 KPa. Durante el proceso 7 KJ de calor se libera hacia los alrededores. Calcular el trabajo realizado por la hélice.
Datos: cv = 0,9185 KJ/kg.K ; Rp= 0,2598 KJ/kg.K


Pi *V...