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Control 1 de termodinámica aplicada.

1. ¿Cuantos kilogramos de aire tiene un neumático cuando la presión es de 30 psi, la temperatura ambiente es de 20 grados Celsius y el volumen es de 60litros?
Sabemos que:
M = x kg.
Volumen total = 60 litros.
T = 20ºC.
Pabsoluta = Patm. + Prelativa. 1 psi = 6894,75 pascales = 6,895 kPa
P absoluta = 101 kpa + 206,84 kpa = 307,84 kpa.
Porley de los gases:
P*V= N*R*T 307,84 Kpa* X = 1 mol * 8,314 Pa * m3/mol*ºK*293,15 ºK.
Vo = 2,43 Kpa * m3/307,84 Kpa = 0.007893 m3 =0.0078 litros.
Además la densidad del aire a 20 ºC es de 1,2 kg/m3 y:
Densidad = M/V 1,25 kg/m3 = X kg/0.0078 m3 = 0.00975 kg.
b. ¿Cual es el peso especifico de aireen el interior del neumático?, ¿Cuánto vale la densidad relativa de este?
Sabemos que:
Peso especifico = peso/volumen = densidad relativa * gravedad.
Densidad relativa = 0.00975 kg/60 litros =0.0001625kg/lt.
Peso especifico = 0.0001625 kg/l * 9,8 m/s2 = 0.00159 N/m3.

c. ¿Cuanto vale este volumen del aire en m3 si este se descarga a la atmosfera? (1 atm y 20ºC).
Sabemos que:
P1*V1 = P2*V2 307,84 Kpa * 60 m3 = 101 Kpa* X
= 182,87 m3 equivale al volumen de aire descargado.

d. ¿Cuanto vale este volumen si lo medimos en condiciones normales?
Si volumen encondiciones normales = 22, 4 litros = 22,4 m3.

El volumen descargado equivale a 8,16 veces el volumen en condiciones iniciales de presión y temperatura.

2. Una caldera de vapor saturado opera a90 psi, y produce 300 kg/hora de vapor.
¿Cuál es el valor de la temperatura del vapor a la salida?
Sabemos:
P= 90 psi = 620,53 Kpa.
M = 300 Kg.
Ce = 4186 joule/kg*C
Densidad del agua es 1000Kg/m3 = 300 kg/V
V= 0.3 m3.
Nos dirigimos a las tablas para encontrar el valor de las constantes en especial la temperatura de vapor saturado a esa presión.



Tenemos:
Temperatura del vapor...