Problemas de Termo

1. Un tanque rígido contiene un gas ideal a 40°C que se agita por una rueda de paletas. La rueda de paletas realiza 200KJ de trabajo sobre el gas ideal. Se observara que la temperatura del gas ideal permanece constante durante este proceso, como resultado de la transferencia de calor entre el sistema y el entorno a 30°C. Determine el cambio de entropía del gas ideal.

FIGURA P7-23
2.- Setransfiere calor en la cantidad de 100kJ, directamente de un depósito caliente a 1200K a un depósito frío a 600K. Calcule el cambio de entropía de los dos depósitos y determine si se satisface el principio de incremento de entropía

3.- Un acondicionador de aire completamente reversible da 36000BTU/h de enfriamiento para un espacio que se mantiene a 70°F mientras rechaza calor al aire ambiente a110°F. Calcule la tasa a la que cambian las entropías de los dos depósitos y verifique que este acondicionador de aire satisface el principio de incremento de entropía.
4.- Una bomba térmica completamente reversible produce calor a razón de 100kW para calentar una casa que se mantiene a 21°C. El aire exterior, que está a 10°C, sirve como fuente. Calcule la tasa de cambio de entropía de los dosdepósitos y determine si esta bomba térmica satisface la segunda ley de acuerdo con el principio de incremento de entropía.

Cambios de entropía de sustancias puras
5.-Entra vapor de agua a un compresor de 35kPa y 160°C y sale a 300kPa con la misma entropía específica que tenía a la entrada. ¿Cuál es la temperatura y la entalpía específica del agua a la salida del compresor?


6.-Un tanque rígidoestá dividido en dos partes iguales por una pared. Una parte del tanque contiene 1.5Kg de agua líquida comprimida a 300kPa y 60°C, mientras la otra parte se vacía. La pared se quita ahora y el agua se expande para llenar todo el tanque. Determinar el cambio de entropía del agua durante este proceso, si la presión final en el tanque es 15kPa. R= -0.114kJ/K.

7.-Un dispositivo aislado decilindro-émbolo contiene 5L de agua líquida saturada a una presión constante de 150kPa. Un calentador de resistencia eléctrica dentro del cilindro se enciende ahora y se transfiere una energía de 2200kJ al agua. Determine el cambio de entropía del agua durante este proceso. R= 5.72kJ/K.
8.-Un dispositivo de cilindro-émbolo bien aislado contiene 0.05m3 de vapor de agua a 300kPa y 150°C. El vapor secomprime ahora de manera reversible a una presión de 1MPa. Determine el trabajo realizado sobre el vapor durante este proceso.
9.- Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 1.2kg de vapor saturado de agua a 200°C. Ahora se transfiere calor al vapor y éste se expande reversiblemente e isotérmicamente a una presión final de 800kPa. Determine la transferencia de calor y el trabajo realizado durante esteproceso.
10.- Se comprime isentrópicamente agua a 10°C y calidad de 81.4% en un sistema cerrado a 3MPa. ¿Cuánto trabajo necesita este proceso, en kJ/kg?
11.- Se expande vapor en una turbina isentrópica con una sola salida y una sola entrada. En la entrada, el vapor está a 2Mpa y 360°C. La presión del vapor a la salida es de 100kPa. Calcule el trabajo que produce esta turbina en kJ/kg.
12.- Unaolla de presión de vapor rígida de 100L está provista de una válvula de alivio de presión ajustada para liberar vapor y mantener la presión interior una vez que está llega a 200kPa. Inicialmente la olla se llena de agua a 200kPa con una calidad dentro de la olla es 50%. Determine el cambio mínimo de entropía del depósito de energía térmica que suministra el calor.
13.- Un dispositivo decilindro-émbolo contiene 5kg de vapor de agua a 100°C con una calidad de 50%. Este vapor sufre 2 procesos como sigue: 1-2 El calor se transfiere al vapor de manera reversible, mientras la temperatura se mantiene constante, hasta que el vapor exista como vapor saturado. 2-3 El vapor se expande en un proceso adiabático reversible hasta que la presión es de 15kPa. a) Haga un esquema de este proceso con...