problemas de balance y energia

UNI-FIPGNP
PQ 313 A. CICLO 2013-3
PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS ABIERTOS,
SISTEMAS CERRADOS Y SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA
1. Doscientos kg/min de vapor entra a una turbina a 350ºC y 40 bar a través de una
tubería de 7,5 cm de diámetro y sale a 75 ºC y 5 bar a través de una línea de 5 cm.
¿Cuánta energía es transferida a o desde la turbina?
2. Un kg de vapor de agua pasa porel siguiente proceso reversible. En su estado inicial
(estado 1) está a 2700 kPa y 540 ºC. A continuación se expande isotérmicamente al
estado 2, a 700 kPa, y luego se enfría a volumen constante a400 kPa (estado 3).
Después, se enfría a presión constante hasta un volumen de 0,4625 m3/kg (estado 4)
y en seguida se comprime adiabáticamente a 2700 kPa y 425°C (estado 5). Por
último, secalienta a presión constante hasta volver al estado original.
a. Calcule ΔU y ΔH para cada paso y para todo el proceso.
b. Calcule Q y W siempre que sea posible para cada paso del proceso
3. Haga undibujo de los siguientes procesos, trace una frontera para el sistema e
indique en cada uno si ocurre transferencia de calor, trabajo, cambio de energía
interna, cambio de entalpía, cambio de energíapotencial y cambio de energía
cinética en el sistema. Clasifique además cada uno de los sistemas como abierto o
cerrado, y como en estado estacionario o en estado no estacionario.
a. Una bomba,impulsada por un motor, bombea agua desde el primer hasta el tercer
piso de un edificio a velocidad y temperatura constantes. El sistema es la bomba.
b. Igual que a) excepto que el sistema es la bomba yel motor.
c. Un bloque de hielo se derrite en el sol. El sistema es el bloque de hielo
4. Un sistema de agua se alimenta de un tanque muy grande, lo bastante como para que
el nivel del agua en suinterior sea relativamente constante. Una bomba suministra
3000 gal/min por una tubería con un diámetro interno de 12 pulg a usuarios situados
40 pies por debajo del nivel del tanque. La Potencia...