problemas resueltos termodinámica I

3-24 Regrese al problema 3-23. Use el programa EES para determinar las propiedades del agua que faltan. Repita la solución para los refrigerantes R134a, R22 y para el amoniaco.
Solución:
Utilizando el programa ESS y realizando la programación nos quedan las tablas asi:
Para el H2O, tenemos:




50
12,352
4,16
Mezcla Saturada
120,21
200
0,88578
Vapor Saturado
250
400
0,59520Vapor Sobrecalentado
110
600
0,001051
Liquido Comprimido
Para el Refrigerante R134a, tenemos:




50
6,3
4,16
Vapor Sobrecalentado
-10,1
200
0,0999
Vapor Saturado
250
400
N/A
N/A
110
600
0,0495
Vapor Sobrecalentado
Para el Refrigerante R22, Tenemos:




50
7,5
4,16
Vapor Sobrecalentado
-25,2
200
0,1123
Vapor Saturado
250
400
0,1247
Vapor Sobrecalentado110
600
0,0591
Vapor Sobrecalentado
Y para el amoniaco, tenemos:




50
37,8
4,16
Vapor Sobrecalentado
-18,8
200
0,5946
Vapor Saturado
250
400
0.6353
Vapor Sobrecalentado
110
600
0,3042
Vapor Sobrecalentado
Nota: N/A significa que la temperatura se encuentra fuera del rango del procesamiento de datos lo cual no es posible calcular.

3-25 Complete esta tabla para H2O:300

782


40

Liquido Saturado
500
120


400
400


Solución:
Para completar esta tabla, hay que entrar a las tablas que aparecen en el libro, por lo tanto la solución se muestra de la siguiente manera:




300
67,03
782
Mezcla Saturada
267.22
40
236.02
Liquido Saturado
500
120
1174.4
Vapor Sobrecalentado
400
400
373.84
Liquido Comprimido

3-36 DiezKilogramos de R-134ª llenan un dispositivo de cilindro-émbolo de 1.595m3 de volumen a -26,4ºC de temperatura. Entonces se calienta el dispositivo, hasta que la temperatura es 100ºC. Calcule el volumen final del R134a.
Solución:
Este es un proceso de presión constante. El volumen específico inicial es:


El estado inicial se determina que es una mezcla, y por lo tanto la presión es la presión desaturación a la temperatura dada:
P1 = Psat @ -26.4°C = 100 kPa (Tabla A-12)
El estado final es vapor sobrecalentado y el volumen específico es:

(Tabla A-13)
El volumen final es luego:








3-40 Tres kilogramos de agua en un recipiente ejercen una presión de 100 kPa, y tienen 360 °C de temperatura. ¿Cuál es el volumen de este recipiente?
Solución:
El volumen específico sedetermina a partir de las tablas de vapor (Tabla A-6) por interpolación tenemos:
300
2,6389
360


400
3,1027

Por lo tanto, el volumen del recipiente será:




3-43 Un dispositivo de cilindro-émbolo, con carga de resorte, está lleno con 0,5 kg de vapor de agua, inicialmente a 4 Mpa y 400ºC. Al principio, el resorte no ejerce fuerza sobre el émbolo. La constante del resorte, en laecuación, es , y el diámetro del émbolo es . Entonces, el agua sufre un proceso hasta que su volumen es la mitad del volumen original. Calcule la temperatura final y la entalpía específica del agua.
Solución:
de las tablas de vapor tenemos:

(ver Tabla A-6)

El proceso experimentado por este sistema es un proceso lineal P-v. La ecuación lineal es de la forma:

Donde es la presión del sistemacuando su volumen específico es . La ecuación de resorte puede ser escrita de la siguiente manera:

Tomamos a C como una constante que se calcula de la siguiente manera:

Por lo tanto la presión final se calcula de la siguiente manera:


Y entonces el volumen específico final se calcula asi:

El estado final es una mezcla y la temperatura es:
T2 = Tsat @ 2326 kPa ≅ 220°C (Tabla A- 5)
Lacalidad y la entropía en el estado final se calculan de la siguiente manera:



3-45 Una persona cocina en una olla de 30 cm de diámetro, cuya tapa está bien ajustada, y deja que el alimento se enfríe hasta la temperatura ambiente de 20 °C. La masa total de alimento y olla es 8 kg. Entonces, la persona trata de abrir la olla, tirando de la tapa hacia arriba. Suponiendo que no haya entrado...