Termodinamica

Ejercicio Recomendados Termodinamica

1.112 Determine la cantidad de carga máxima en (kg) que el globo descrito en el problema 1.101 puede transportar. 520,5 (kg)
Respuesta: Con el problema anterior se utiliza la ecuacion igualando a cero.
Sumatoria=0, 1.16(9.80665)(4/3)(pi)(5)^2-m(9.80665)(4/3)(pi)(5)^2=0
De ahi se despeja la masa. m=520.61kg

1.114 La mitad inferior de unrecipiente cilíndrico de 10 (m) de altura se llena con agua con, ρ = 1 000 (kg/m3), y la mitad superior con aceite que tiene una densidad relativa de 0,85. Determine la diferencia de presión entre la parte superior y el fondo del cilindro. 90,7 (kPa)
Respuesta: Se saca la diferencia de la presion entre la parte de arriba del recipiente y la de abajo, la diferencia es la presion generada por losfluidos, porque en los 2 lugares esta la presion atmosferica. P:(ro)gh=(1000)(9.80665)(5)+(855)(9.80665)(5)=90711.5 Pa=90.7115kPa

1.116 Una olla de presión cocina mucho más rápido que una cacerola ordinaria, al mantener la presión y la temperatura mas alta en el interior. La tapa de una olla de presión sella perfectamente y el vapor puede escapar solo por una abertura en la parte media de la tapa.Una pieza separada de cierta masa, la válvula, se coloca sobre esta abertura y evita que el vapor escape hasta que la fuerza de la presión supere el peso de la válvula, en esta forma, el escape periódico del vapor previene cualquier presión potencialmente peligrosa y mantiene la presión interna con un valor constante. Determine la masa de válvula de una olla exprés cuya presión de operación es de100 (kPa) manométrica, y que tiene un área de sección transversal con abertura de 4 (mm2). Suponga una presión atmosférica de 101 (kPa) y dibuje el diagrama de cuerpo libre de la válvula. 40,8 (g)
Respuesta: Se hace un diagrama de cuerpo libre considerando el peso y la presion de la olla, la atmosferica no or que se elimina. Te queda: presion-peso=0
100000(4mm)^2(1m/1000mm)=m(9.80665),despejamos m, m=.040789kg

Formas mecánicas de trabajo

2.30 Un coche acelera del reposo hasta 85 (km(h) en 10 (s). ¿Sería diferente la cantidad de energía transferida al vehículo si acelerara en 5 (s) hasta la misma velocidad?
Respuesta: El trabajo es el mismo pero la potencia diferente

2.31 Determine el trabajorequerido para acelerar un automóvil de 800 (kg) desde el reposo hasta 100 (km/h) sobre un camino plano. 308,6 (kJ)
Respuesta: Se utiliza la formula=(1/2)(m)(v2^2-V1^2)=(1/2)(800)((100000/3600)^2-0)(1/1000)=309KJ

2.38 ¿Cuánto trabajo en (kJ) puede producir un resorte cuya constante de resorte es de 3 (kN/m) después de haberse comprimido 3 (cm) de su longitudsin carga?
Respuesta: se utiliza la formula del resorte, w=(1/2)kx^2=(1/2)(3000)(.03)^2=1.35J=.00135KJ

2.40 Determine la potencia requerida por un automóvil de 2 000 (kg) para subir por un camino ascendente de 100 (m) de largo con una pendiente de 30° (respecto de la horizontal) en 10 (s) Desprecie la fricción, la resistencia del aire y la resistencia alrodamiento.
a) a velocidad constante
Respuesta: se utiliza la formula de Wtotal=Waceleracion+Wgravitacional, en este como no hay aceleracion solo se utiliza el gravitacional, la altura es 100sin30=50m. Wg=mg(Z2-Z1)/deltaT=(2000kg)(9.80665m/s^2)(50m)/10s=98066.5J=98.0665KJ
b) desdeelreposohastaunavelocidadfinalde30(m/s)
Respuesta=en esta se utilizaWgravitacional y la Waceleracion, Wa=(1/2)(m)(V2^2-V1^2)/deltaT=(1/2)(2000)(30^2-0)/10=90000J=90KJ, luego se le suma a la gravitacional que habiamos sacado, 90KJ+98.0665=188.067KJ
c) desde 35 (m/s) hasta una velocidad final de 5 (m/s)
Respuesta: aqui se utiliza lo mismo que en el inciso b pero si tiene velocidad final e inicial, y luego se le suma la gravitacional....