termodinamica

GUIA DE TERMODINAMICA N°4
Problema N° 1) ¿Qué trabajo se podrá realizar mediante el calor producido por la combustión completa de 1000 kg de carbón que producen 9000 kcal, suponiendo que ha sido aprovechado totalmente?
Datos:

Q = 9000 kcal = 9000000 cal

1 cal
→
4,184 J
9000000 cal
→ X







E = 37.656.000 J
Problema N° 2) ¿Qué cantidad de calor será necesaria paraproducir un trabajo ideal de 0,25 kW.h?
Datos:

L = 0,25 kW.h = 250 W.h

1 W.h
→
3600 J
250 W.h
→ X







E = 900000 J
 
1 J
→
0,239 cal
900000 J
→ X










E = 215105 cal

Problema N° 3) Una estufa produce 1800 kcal/h, si el kW.h cuesta $ 2,5, se desea saber cuál es el gasto que produce.
Datos:

P = 1800 kcal/h = 1800000 cal/h

Precio = 2,5$/kW.h

1 cal
→
4,184 J
1800000 cal
→ X







P = 7531200 J
 
1 J
→
0,0002778 W.h
7531200 J
→
P = X

P = 2092 W.h = 2,092 kW.h
 
1 kW.h
→
2,5 $
2,092 kW.h
→
X

$ 5,23 por hora.


Problema N° 4) Si un kg de carbón produce 9000 cal, ¿qué cantidad de ese combustible será necesaria para realizar un trabajo de 15 kW.h, suponiendo que el aprovechamiento es del 20 %?Datos:

L = 15 kW.h = 15000 W.h
Disponible = 9000 cal/kg
Rendimiento = 20 %

1.W.h
→
3600 J
15000 W.h
→
E = (15000 W.h).()

E = 225000 J
 
1 J
→
0,239 cal
225000 J
→
X

E = 12906309,8 cal
 
20 %
→
12906309,8 cal
100 %
→
X

E = 64531548,8 cal
 
9000 cal
→
1 kg
64531548,8 cal
→
X

m = 7170,17 kg
Problema N° 5) Un motor de automóvil consume 25 dm ³ de nafta porhora y posee una potencia de 90 CV. Si el poder calorífico del combustible es de 9200 kcal/dm ³, ¿cuál será el porcentaje de la energía aprovechada?
Datos:

Consumo = 25 dm ³/h
P = 90 CV
Poder calorífico = 9200 kcal/dm ³ = 9200000 cal/dm ³

1 dm ³
→
9200000 cal
25 dm ³
→
X

P = 230000000 cal
 
1 cal
→
4,184 J
230000000 cal
→
X

P = 962320000 J/h = 962320000 J/3600 s =267311,111 W
 
1 W
→
0,00136 CV
267311,111 W
→
X

P = 363,54 CV
 
363,54 CV
→
100 %
90 CV
→
X

r = 24,76 %
Problema N° 6) ¿Qué cantidad de calor será necesario para realizar un trabajo de 8 kW.h?
Datos:

E = 8 kW.h = 8000 W.h

1.W.h
→
3600 J
8000 W.h
→
X

E = 28800000 J
 
1 J
→
0,239 cal
28800000 J
→
X

E = 6883365 cal
Problema N° 7) Calcular qué trabajo en kW.hse podrá realizar mediante una cantidad de calor de 3.105 cal.
Datos:

E = 3.105 cal = 300000 cal

1 cal
→
4,184 J
300000 cal
→
X

E = 1255800 J
 
3600 J
→
1.W.h
1255800 J
→
X

E = 348,83.W.h
Problema N° 8) Una estufa produce 2000 kcal/h, si el kW.h cuesta $ 6,5, se desea saber cuál es el gasto que produce.
Datos:

P = 2000 kcal/h = 2000000 cal/h
Costo = 6,5 $/kW.h

1cal/h
→
4,184 J/h
2000000 cal/h
→
X

P = 8372000 J/h
 
3600 J
→
1 W.h
8372000 J
→
X

P = 2325,56 W.h = 2,32556 kW.h
 
1 kW.h
→
6,5 $
2,32556 kW.h
→
X

Precio = $ 15,1 por hora


Problema N° 9) Se ha quemado una tonelada de carbón cuyo poder calorífico es de 8200 kcal, ¿qué energía en Joul habrá brindado?
Datos:

Poder calorífico = 8200 kcal/ton = 8200000 cal/ton

1cal
→
4,184 J
8200000 cal
→
X

E = 34308800 J
Problema N° 10) Un motor consume 25 dm ³ de combustible cuyo poder calorífico es de 8000 kcal/dm ³. Si el rendimiento es del 25 %, ¿qué trabajo en kW.h se habrá obtenido?.
Datos:

Consumo = 25 dm ³
Poder calorífico = 8000 kcal/dm ³ = 8000000 cal/dm ³
r = 25 %

1 dm ³
→
8000000 cal
25 dm ³
→
X

E = 200000000 cal
 
100 %
→200000000 cal
25 %
→
X

E = 50000000 cal
 
1 cal
→
4,184 J
50000000 cal
→
X

E = 209200000 J
 
3600 J
→
1 W.h
209200000 J
→
X

E = 58111,11 W.h = 58,11 kW.h
Problema N° 11) ¿Cuál será el porcentaje de energía aprovechada por un motor de 100 CV si se emplean 30 litros de combustible que brindan 7500 kcal/dm ³?.
Datos:

P = 100 CV
V = 30 l = 30 dm ³
Poder calorífico = 7500...