Termodinamica2

Prof. Dr. Renzon Cosme Pecho

2da Guía de Problemas - Termodinámica

Sustancias puras, análisis de masa y energía, Segunda Ley de
termodinámica, entropía, energía y ciclo de potencia.
1. Si aumenta la presión de una sustancia durante un processo de ebullición
¿aumentará también la temperatura, o permanecerá constante? ¿Por qué?
2. Un tanque rígido de 2.5 m3 de volumen contiene 15 kg de un vaporhúmedo de
agua a 75°C. Entonces, se calienta lentamente el agua. Determine la
temperatura a la cual el líquido, que forma parte del vapor húmedo, en el tanque
se evapora por completo. También describa el proceso en un diagrama de T-v
con respecto a las líneas de saturación.
3. Un recipiente rígido de 0.3 m3 contiene, al principio, un vapor húmedo de agua, a
150°C. Entonces se calienta el agua hastaque llega al estado de punto crítico.
Calcule la massa del agua líquida y el volumen que ocupa el líquido en el estado
inicial.
4. Un tanque rígido contiene 20 lbm de aire a 50 psia y 80°F. Entonces se calienta
el aire hasta que su presión aumenta al doble. Determine a) el volumen del
tanque y b) la cantidad de transferencia de calor.
5. Un sistema cerrado contiene 2 kg de aire, y en un processopasa de 600 kPa y
200°C hasta 80 kPa. Determine el volumen inicial de este sistema, el trabajo
efectuado y el calor transferido durante el proceso.
6. Un dispositivo cilindro-pistón contiene 25 ft3 de nitrógeno a 40 psia y 700 ° F. El
nitrógeno dejó enfriar a presión constante hasta que la temperatura desciende a
200 ° F. usando los calores específicos a la temperatura promedio, determinar lacantidad de pérdida de calor.
7. A una tobera entra vapor de agua a 400°C y 800 kPa, con una velocidad de 10
m/s, y sale a 300°C y 200 kPa, mientras pierde calor a una tasa de 25 kW. Para
un área de entrada de 800 cm2, determine la velocidad y el flujo volumétrico del
vapor de agua en la salida de la tobera.
8. A un compresor adiabático entra dióxido de carbono a 100 kPa y 300 K, con un
flujo de 0.5kg/s, y sale a 600 kPa y 450K. Despreciando los cambios de energía
cinética, determine a) el flujo volumétrico del dióxido de carbono en la entrada
del compresor y b) la potencia consumida por el compresor.
9. Un sistema constituído por 0,32 mol de gás ideal monoatómico, con cv = 3R/2,
ocupa un volumen de 2,2 L bajo la presión de 2,4 atm, en el estado del punto A
de la figura. El sistema efectua unciclo constituído por 3 processos: (i) El gás es
calentado isobaricamente hasta alcanzar el volumen de 4,4 L, en el ponto B. (ii)
El gas es entonces resfriado isocoricamente hasta que la presión se reduce a
1,2 atm (Ponto C). (iii) El gas retorna al ponto A por medio de una comprensión
Nota.- Presentar caratula, guía impresa, desarrollo de la guía en hoja cuadriculada (A4) o hoja bond impresa(A4).
Si fuera el caso, indicar bibliografía y/o direcciones de internet consultadas por cada ítem de la guía. Se evaluara
orden, claridad y detalle del desarrollo efectuado. (TODOS LOS RESULTADOS DEBEN SER PRESENTADOS EN EL
SISTEMA INTERNACIONAL)

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isotérmica. (a) A que temperatura corresponden os los puntos A, B e C? (b)
Calcular W, Q e U para cada proceso y para todoel ciclo.

10. Un motor Diesel produce 2200 J de trabajo mecánico y rechaza 4300 J de calor
en cada ciclo, (a) Cual debe será la cantidad de calor a ser entregado para la
máquina en cada ciclo? (b) Cual es la eficiencia térmica da la máquina?
11. Una acondicionador de aire en una ventana absorbe 9,80.104 J de calor por
minuto de una sala que está siendo resfriada y en el mismo intervalo de tempodespeja l.44.105 J de calor al aire externo, (a) cual es el consumo de potencia
de este acondicionar de aire en watts? (b) cual es la eficiencia energética de
este acondicionador?
12. Una máquina de Carnot opera entre dos reservatorios con temperaturas de 520
K y 300 K. (a) Se la máquina recebe 6,45 kJ de calor del reservatorio a 520 K en
cada ciclo, cuantos joules por ciclo ella rechaza al...